專利名稱：一種含游離氣層的天然氣水合物開采模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然氣開采裝置，特別是關(guān)于一種含游離氣層的天然氣水合物 的開采模擬裝置。
技術(shù)背景目前天然氣水合物己經(jīng)被廣泛地發(fā)現(xiàn)存在于永久凍土地帶和海底。其含量估計在2000萬億立方米左右，相當(dāng)于全球已知礦物(石油、煤、天然氣)含碳量的兩倍。 天然氣水合物具有分布范圍廣、儲藏規(guī)模大、能量密度高等特點，被認(rèn)為是21世 紀(jì)潛在的新能源之一。開發(fā)和利用天然氣水合物資源已成為各國政府在能源領(lǐng)域的 當(dāng)務(wù)之急。天然氣水合物開采模擬技術(shù)有多種，其中，最常用的是一種長管式天然氣水合 物開采模擬裝置(如圖1所示)。在這種裝置中，首先在一耐高壓管10中填入沉 積物，然后通入水，使水占據(jù)沙粒之間的空隙，形成混合物20，然后從耐高壓管 10的一端通入天然氣30，通過降低整個耐高壓管10的溫度，使水與天然氣迸行水 和反應(yīng)生成天然氣水合物40，之后，從與耐高壓管10另一端連接的取氣管50處降 低壓力，使天然氣水合物40取出，由此進(jìn)行水合物模擬開采。然而，實際上，大多數(shù)水合物的底層都存在游離氣，這就需要模擬在水合物層 下有游離氣的情況，而以上系統(tǒng)不能對水合物底層有游離氣體的情況進(jìn)行模擬。因 此，需要提供一種設(shè)備簡單、操作方便、能準(zhǔn)確模擬有游離氣存在情況的天然氣水 合物藏的模擬開采裝置。 發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種含游離氣層的天然氣水合物開采模擬 裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案 一種含游離氣層的天然氣水合物 開采模擬裝置，其特征在于它包括通過至少一個氣壓閥連接的一游離氣釜和一水 合物反應(yīng)釜，所述游離氣釜和水合物反應(yīng)釜分別通過導(dǎo)氣管連接天然氣儲氣瓶；在 所述水合物反應(yīng)釜中填充有包含沉積物和飽和水的混合物， 一取氣管穿過所述混合 物插設(shè)入所述水合物反應(yīng)釜中。所述天然氣儲氣瓶為一個，所述游離氣釜和水合物反應(yīng)釜分別通過導(dǎo)氣管連接 所述天然氣儲氣瓶。所述天然氣儲氣瓶為兩個，所述兩個天然氣儲氣瓶中的天然氣成分相同，所述 游離氣釜和水合物反應(yīng)釜各自通過導(dǎo)氣管連接一個天然氣儲氣瓶。所述兩個天然氣儲氣瓶中為兩種天然氣成分，所述游離氣釜和水合物反應(yīng)釜分 別通過一導(dǎo)氣管連接其中一個天然氣儲氣瓶。所述兩個天然氣儲氣瓶中為兩種天然氣成分，所述游離氣釜和水合物反應(yīng)釜分 別通過一導(dǎo)氣管連接其中的一個天然氣儲氣瓶，同時分別通過另一導(dǎo)氣管連接另一 個天然氣儲氣瓶，且各所述導(dǎo)氣管上分別設(shè)置有通氣閥。所述水合物反應(yīng)釜中的沉積物為砂子。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明設(shè)置了各自含游 離氣和水合物的游離氣釜和水合物反應(yīng)釜兩種裝置，然后再連接工作，能夠準(zhǔn)確模 擬有游離氣存在情況的天然氣水合物藏的開采。2、本發(fā)明在游離氣釜和水合物反 應(yīng)釜兩種裝置間連接了若干氣壓閥，使得游離氣能夠順利通過水合物層。3、本發(fā) 明在游離氣釜中設(shè)置取氣管，靠吸取力將水合物反應(yīng)釜中的含有游離氣的水合物取 出，取氣方便，并有效模擬了實際開采中的開采井管。4、本發(fā)明在水合物反應(yīng)釜 中填充有模擬礦物的含有沉積物和飽和水的混合物，然后通入天然氣，實現(xiàn)了天然氣水合物藏的模擬。5、本發(fā)明設(shè)備簡單，操作方便，可以擴(kuò)展應(yīng)用到實際開采設(shè)備制造中。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種天然氣水合物開采模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖2所示，本發(fā)明包括一游離氣釜l，游離氣釜1通過若干氣壓閥2連接一 水合物反應(yīng)釜3，在水合物反應(yīng)釜3中填充有沉積物(比如砂子)和飽和水的混合 物4， 一取氣管5從水合物反應(yīng)釜3的外部穿過混合物4插設(shè)到水合物反應(yīng)釜3的 底部；游離氣釜1和水合物反應(yīng)釜3分別通過一帶有通氣閥的導(dǎo)氣管6連接到一天 然氣儲氣瓶7上。上述實施例中，氣壓閥2可以是一個，也可以是兩個或三個等。 上述實施例中，天然氣儲氣瓶7可以設(shè)置為一個，也可以設(shè)置為兩個，并且當(dāng) 兩個天然氣儲氣瓶7設(shè)置為兩個時，可以儲有同成分的天然氣，各自通過一導(dǎo)氣管 6與游離氣釜1和水合物反應(yīng)釜3相連；也可以儲有不同成分的天然氣，每個儲氣 瓶7都通過2根導(dǎo)氣管6分別與游離氣釜1和水合物反應(yīng)釜3相連。實驗時，首先關(guān)閉游離氣釜1和水合物反應(yīng)釜3之間的氣壓閥2，在水合物反 應(yīng)釜3中填充沉積物(比如砂子)和飽和水的混合物4，然后，從天然氣儲氣瓶7 同時向游離氣釜1和水合物反應(yīng)釜3中通入天然氣。此時，在游離氣釜1中只有天 然氣，用于模擬游離氣藏；在水合物反應(yīng)釜3中，水與天然氣發(fā)生水合反應(yīng)，生成 天然氣水合物，用于模擬水合物藏。在天然氣水合物生成過程完成后，打開游離氣 釜1和水合物反應(yīng)釜3之間的氣壓閥2，使游離氣釜1和水合物反應(yīng)釜3中的壓力 平衡。再從取氣管5中抽取天然氣水合物，隨著水合物反應(yīng)釜3中的壓力降低，游 離氣釜1中的游離天然氣會通過氣壓閥2不斷進(jìn)入到水合物反應(yīng)釜3中，由此實現(xiàn) 對存在游離氣的水合物藏的開采模擬。
權(quán)利要求
1、一種含游離氣層的天然氣水合物開采模擬裝置，其特征在于它包括通過至少一個氣壓閥連接的一游離氣釜和一水合物反應(yīng)釜，所述游離氣釜和水合物反應(yīng)釜分別通過導(dǎo)氣管連接天然氣儲氣瓶；在所述水合物反應(yīng)釜中填充有包含沉積物和飽和水的混合物，一取氣管穿過所述混合物插設(shè)入所述水合物反應(yīng)釜中。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種含游離氣層的天然氣水合物開采模擬裝置，其特 征在于所述天然氣儲氣瓶為一個，所述游離氣釜和水合物反應(yīng)釜分別通過導(dǎo)氣 管連接所述天然氣儲氣瓶。
3、 如權(quán)利要求l所述的一種含游離氣層的天然氣水合物開采模擬裝置，其特 征在于所述天然氣儲氣瓶為兩個，所述兩個天然氣儲氣瓶中的天然氣成分相同， 所述游離氣釜和水合物反應(yīng)釜各自通過導(dǎo)氣管連接一個天然氣儲氣瓶。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種含游離氣層的天然氣水合物開采模擬裝置，其特 征在于所述兩個天然氣儲氣瓶中為兩種天然氣成分，所述游離氣釜和水合物反 應(yīng)釜分別通過一導(dǎo)氣管連接一個天然氣儲氣瓶。
5、 如權(quán)利要求l所述的一種含游離氣層的天然氣水合物開采模擬裝置，其特 征在于所述兩個天然氣儲氣瓶中為兩種天然氣成分，所述游離氣釜和水合物反 應(yīng)釜分別通過一導(dǎo)氣管連接其中的一個天然氣儲氣瓶，同時分別通過另一導(dǎo)氣管 連接另一個天然氣儲氣瓶，且各所述導(dǎo)氣管上分別設(shè)置有通氣閥。
6、 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種含游離氣層的天然氣水合物開采模 擬裝置，其特征在于所述水合物反應(yīng)釜中的沉積物為砂子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含游離氣層的天然氣水合物開采模擬裝置，其特征在于它包括通過至少一個氣壓閥連接的一游離氣釜和一水合物反應(yīng)釜，所述游離氣釜和所述水合物反應(yīng)釜分別通過導(dǎo)氣管連接天然氣儲氣瓶；在所述水合物反應(yīng)釜中填充有包含沉積物和飽和水的混合物，一取氣管穿過所述混合物插設(shè)入所述水合物反應(yīng)釜中。所述天然氣儲氣瓶可以為一個，也可以為兩個，并且兩個中的天然氣成分可以相同也可以不同。所述沉積物可以為砂子。本發(fā)明裝置具有設(shè)備簡單、操作方便、模擬準(zhǔn)確等優(yōu)點，可以應(yīng)用于存在游離氣的水合物藏開采技術(shù)的模擬實驗中。
文檔編號E21C50/00GK101240700SQ200810101620
公開日2008年8月13日 申請日期2008年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月10日
發(fā)明者馮志平, 喻西崇, 姚海元, 曾恒一, 朱振宇, 李小森, 李新仲, 李清平, 樊栓獅, 王志君, 白玉湖 申請人:中國海洋石油總公司;中海石油研究中心