[发明专利]一种海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统

摘要

本发明提供一种海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，包括天然气水合物样品大量快速制备模块、天然气水合物多尺度破碎及浆体保真转移模块、天然气水合物浆体管输特性实验模块、数据采集与监测及安全控制模块4个模块。本发明提供的天然气水合物实验回路装置，可用于天然气水合物的合成、分解、储气率、相平衡研究及管输流动阻力、传热特性研究，对于解决天然气管输过程中的堵塞问题，天然气水合物储运，海洋天然气水合物固态流化开采及其管输实验模拟具有重要意义。

主权项

一种海洋天然气水合物固态流化开采实验回路系统，其特征在于，包括：天然气水合物样品大量快速制备模块、天然气水合物多尺度破碎及浆体保真转移模块、天然气水合物浆体管输特性实验模块、数据采集与监测及安全控制模块4个模块；其中，所述天然气水合物样品大量快速制备模块包括：气体输送管路、液体输送管路、喷淋装置、鼓泡装置、搅拌装置；其中，所述气体输送管路用于将气瓶(118)中的气体输送至反应釜(115)中；该管路由气瓶(118)的出口通过管路与反应釜(115)底部的气体入口a连通；所述液体输送管路用于将水箱(113)的水输送至反应釜(115)内；该液体输送管路由水箱(113)的出口通过管路反应釜液相入口c连通，该在连通管路上设置有柱塞泵(112)；所述喷淋装置包括：在反应釜的顶部设置有喷淋器(1151)，该喷淋器(1151)通过管路与反应釜液相入口c连通，在该连通的管路上设置有液体循环泵(114)；所述鼓泡装置包括在反应釜(115)内的底部设置有鼓泡器(122)；所述搅拌装置在所述反应釜(115)内安装有搅拌器(119)，该搅拌器(119)的搅拌粉碎桨采用推进桨叶形式，且在桨叶下方安装有破碎牙锥；所述天然气水合物多尺度破碎及浆体保真转移模块包括：包括天然气水合物混合相保真运移管路和水路两部分；其中，所述天然气水合物混合相保真运移管路由反应釜混合相出口i通过管路与循环泵(121)的入口连通；所述水路由水箱(113)通过管路与循环泵(121)的入口连通，该两部分通过循环泵(121)进一步混合后与天然气水合物浆体管输特性实验模块连接；所述天然气水合物浆体管输特性实验模块包括垂直管输回路、水平管输回路；所述垂直管输回路包括与循环泵(121)的出口连通设置的垂直管路；所述水平管输回路包括与循环泵(121)的出口连通设置的水平管路；在所述垂直管输回路、水平管输回路上均设置有在线粒度测量仪、管道加热器及高压透明可视管；所述数据采集与监测及安全控制模块包括计算机，以及与计算机连接的电阻率测量点C、压力测量点P、温度测量点T、液位测量点L，单相、多相流体流量计量测量点F、电机参数测量点M；所述喷淋装置包括一路用于保护液体循环泵( 114) 的保护循环回路，该保护循环回路具体由以下部件依次连接构成：液体循环泵( 114) 出口、第七调节阀(CV‑208)、第七温度指示器(T‑202)、第十七压力指示器(P‑202)、第一液体流量计(F‑201)、第九调节阀(CV‑207)、第六温度指示器(T‑201)、第十六压力指示器(P‑201)、液体循环泵(114)入口；所述气体输送管路包括用于将反应釜(115)中未反应的气体从反应釜上部的气体出口b通过气体循环泵(111)泵出并循环泵入反应釜(115)底部的气体入口a的气体旁路调节循环回路；所述气体旁路调节循环回路设置有一路用于保护气体循环泵的气体保护循环回路，该气体保护循环回路由以下部件依次连接构成：气体循环泵( 111) 出口、第二调节阀(CV‑105)、第四压力指示器(P‑104)、第四温度指示器(T‑104)、第四调节阀(CV‑109)、第一气体流量计(F‑101)、第二压力指示器(P‑102)、第二温度指示器(T‑102)、气体循环泵(111)入口；所述天然气水合物样品大量快速制备模块包括用于使反应釜内部的压力处于恒定或者处于所需的压力条件下的稳压管路；该稳压管路由包液相管路和气相管路2部分构成；其中，液相管路由水箱(113)、柱塞泵(112)、稳压缓冲罐(117)底部的液相入口d、液相出口h、第二排水阀(V‑203)通过管路依次连接构成；所述气相管路由气瓶(118)的出口、稳压缓冲罐(117)上部的气相入口f、稳压缓冲罐(117)的气相出口g、反应釜(115)底部的气体入口a通过管路依次连接构成；所述稳压缓冲罐(117)上还连接有真空泵(116)；所述天然气水合物混合相保真运移管路还包括设置在反应釜混合相出口i的滤网(1152)；天然气水合物多尺度破碎及浆体保真转移模块还包括一路压力平衡检测管路，该管路用于保证在天然气水合物混合相与水在混合之前，天然气水合物混合相保真运移管路和水路内管道压力保持一致；该压力平衡检测管路由稳压缓冲罐(117)的出口e与天然气水合物混合相保真运移管路和水路的交叉连接点连通构成。