[发明专利]一种动态长期评价添加剂对水合物影响的装置及方法

说明书

本发明提供了一种动态长期评价添加剂对水合物影响的装置及方法，包括低温循环浴及温度传感器组成的温控系统，气源、返回储罐、伺服增压泵、第一缓冲罐、第二缓冲罐、精密流量计、调压阀、冲罐干燥管组成的气体循环系统，反应釜、上下端盖、及搅拌转子组成的水合物生成系统，摄像机、计算机、温度传感器及压力传感器组成的数据记录和监测系统。通过观测水合物形成与分解及其聚集情况，评价各种钻井液添加剂对水合物形成的影响，为预防和解决水合物勘探与开发及流动保障中井筒与管道内水合物堵塞问题提供参考。本发明的效果是：在较长时间跨度下监测水合物形成，实现实时监测水合物形成速率，减少实验气体的排放，具有高效节能、测量精度高等优点。

技术领域

本发明涉及天然气水合物勘探与开发和油气流动保障领域，尤其涉及一种动态长期评价添加剂对水合物影响的装置及方法。

背景技术

天然气水合物储量巨大，相当于当前已探明化石燃料总含碳量的两倍，是重要的潜在能源,世界上多个国家已经进行过水合物试采试验。在水合物勘探与开发过程中,钻井液性能直接影响着水合物勘探与开发的顺利进行，而合理使用添加剂对钻井液性能具有重要意义；另外，在天然气的远距离运输过程中，往往管道内除天然气外，还有一部份原油和气态或液态水，在一定温压条件下，天然气将会与水结合生成天然气水合物，造成管道堵塞，目前解决此问题大多是添加水合物抑制剂或防聚集。因此，合理评价水合物添加剂对水合物形成及聚集的影响具有重要意义。

目前水合物抑制剂评价方法手段繁多，但在气体动态流动情况下，在较长时间跨度上评价水合物抑制剂实验装备和方法仍然很少，尤其是以月为单位的实验评价手段尚为缺失，难以较长时间模拟水合物井筒气体动态流动和远距离输气，而实际工况中，水合物生成和聚集往往时间跨越长，气体为流动状态，且大多数利用反应釜温压曲线判定水合物形成与否，即温度上升压力下降时水合物形成，但在实际气体流动工况中，压力本身不容易观测，水合物形成速率小，温度压力变化小，实际模拟水合物形成效果不尽人意，水合物添加剂评价差异较大。

发明内容

为了弥补现阶段水合物抑制剂性能评价时间跨度小和气体非连续动态注入，以及由水合物形成速率小而带来的温度压力变化小，从而水合物添加剂性能评价结果差异大等问题。本发明根据目前已有的技术现状，提供一种测试精度高、节能环保、操作方便的一种动态长期评价添加剂对水合物影响的装置及方法，能较好的模拟水合物勘探与开发过程中井筒内水合物形成和天然气远距离集运中管道内水合物形成，其主要特征是由伺服增压泵驱动气体在整个系统内循环流动、反应釜前后各有精密流量计记录气体流入与流出量、包括温度压力传感器和摄像机在内的设备记录数据监控水合物形成。

一种动态长期评价添加剂对水合物影响的装置，其特征在于：该装置包括：温控系统、气体循环系统、水合物生成系统、数据记录和监测系统，所述温控系统包括：温度传感器和低温循环浴，所述气体循环系统包括气源、返回储罐、伺服增压泵、第一缓冲罐、第二缓冲罐、各个流量计、各个调压阀、溢流阀、干燥管和单向阀，所述流量计包括第一流量计和第二流量计，所述调压阀包括第一调压阀、第二调压阀和第三调压阀，所述水合物生成系统包括反应釜、反应釜上端盖及出气孔、进气口、搅拌转子和下端盖，所述数据记录和监测系统包括计算机、摄像机、温度传感器及各个压力传感器；所述压力传感器包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器和第六压力传感器；所有元器件均通过管线和各个针阀连接起来，所述针阀包括第一针阀、第二针阀、第三针阀和第四针阀；

所述伺服增压泵连接返回储罐和第一缓冲罐，第一缓冲罐通过第三针阀、第一调压阀与第二缓冲罐相连；第二缓冲罐依次连接第四针阀、第二调压阀、第二流量计、第三调压阀和第五针阀，并通过管线连接至进气孔；反应釜上端盖及出气孔依次连接溢流阀、干燥管、第一流量计、单向阀和返回储罐；所述温度传感器安装在反应釜上，反应釜放置于低温循环浴内；所述反应釜带有可视窗口，上下端分别连接反应釜上端盖及出气孔和下端盖，下端盖上装有搅拌转子；所述第六压力传感器、温度传感器、摄像机、第一流量计和第二流量计均连接至计算机；