詳細內容

HW-1型天然氣水合物模擬開采模擬裝置

一、 實驗的目的和意義

天然氣水合物開采模擬裝置，能夠在實驗室模擬水合物藏成藏過程，重點研究對比天然氣水合物藏的常規(guī)開采方法如注熱、降壓過程的物理模擬、開采機理，探索經濟有效的開采方法：通過評價注熱開采、降壓開采、注抑制劑開采等不同水合物開采方法的綜合效益，確定多方法共同開發(fā)時，不同開采方法之間的接替時機。解決水合物開采過程氣、液在沉淀物中傳遞規(guī)律、溫度場的空間分布、水合物分解沿的推進速度、水合物的分解機理等重大的學術問題：評價不同水合物開采方法的綜合效益。

二、 實驗系統(tǒng)基本結構組成

實驗系統(tǒng)包括以下7個主要功能模塊：（1）穩(wěn)壓供液模塊；（2）穩(wěn)壓供氣模塊；（3）環(huán)境模擬模塊；（4）回壓控制模塊；（5）測量模塊；（6）數據采集模塊等；

系統(tǒng)中高壓模型為核心元件，放置于恒溫室內。另外，由穩(wěn)壓供氣模塊向模型內注入氣體，來補充氣體或者維持系統(tǒng)壓力；穩(wěn)壓供液模塊向模型內注入液體，包括水和各種溶液，可以進行精確定量地注入，并具有加熱溶液的功能，在進行水合物開采實驗時，利用回壓控制模塊進行模型出口壓力的控制，壓力的控制在降壓、注熱等開采實驗中非常關鍵。開采實驗產生的氣體和液體通過氣液分離器進行分離，然后分別計量。

三、 主要技術指標

1、 工作壓力：0~16MPA，測量精度：0.01MPA

2、 工作溫度：-10~150℃，控制精度：±1℃

3、 液體流量：0~20ml/min，精度：0.01ml

4、 氣體流量：0~500ml/min,精度：0.1ml

5、 電源：交流380V,50HZ

6、 功率：6KW

四、 組成系統(tǒng)各部件技術指標

該裝置主要用來模擬研究海底天然氣水合物的生成及開采過程，主要由以下部件組成。

1、 供液系統(tǒng)

供液主要由一臺平流泵完成，選用北京衛(wèi)星廠的平流泵，該泵流量范圍0.01~20ml/min,壓力范圍0~20MPA。

該泵具有計算機通訊接口，可由計算機控制其工作，也可手動操作。

2、 儲液系統(tǒng)

由3只ZR-3型1000ml/20MPA活塞容器組成。

用于存儲驅替介質，并在驅替過程中起壓力緩沖作用。

3、 液體注入量的計量

利用平流泵計量

設定平流泵的注入瞬時流時，由計算機記錄注入時間，計算不同時刻的累積注入量。

4、 減壓閥

選用TESCOM公司產品，型號44-1812-24，進口壓力6000psi，出口壓力0~2500psi可調。

5、 注入氣量計量

采用高壓氣體質量流量計計量

流量計型號：D07-12M/ZM,瞬時流量量程：500/min

流量積算儀 型號：D08-8M/ZM

注入量由計算機即時采集保存。

6、 預熱器

用于注入流體的加熱，自動控制注入流體的溫度。

溫控范圍：室溫~150℃，控制精度±1℃。

7、 試驗模型管

內有效尺寸φ38×500mm，耐壓20MPA，管子中心設計有4套測溫裝置，用于準確測量溫度梯度。

8、 高低溫恒溫箱

內腔尺寸：長700×高450×深450mm，控溫范圍-10~100℃，溫度波動：±1℃，恒溫試驗箱帶有輪子，可以方便移動。

試驗模型管，安裝在恒溫箱內。

9、 壓力計量

分別計量入口、出口壓力，入口、出口壓力均采用高精度壓力傳感器計量，量程25MPA,精度：0.1％F·S。

10、 溫度計量

將PT100測溫探頭插入試驗管內，保證探頭與流體接觸口，溫度數據由計算機即時采集保存。

11、 回壓控制系統(tǒng)

用來控制出口壓力，采用頂部加載式回壓控制器，耐壓25MPA，控制精度±0.05MPA，設定壓力由精密壓表顯示。

12、 出口計量

出口氣體通過氣體流量計計量，出口液體通過電子天平計量，數據由計算機采集保存。

氣體質量流量計量程：3000sccm

天平量程：2200g，精度0.01g

13、 數據采集系統(tǒng)

包括計算機、打印機、采集控制板卡、采集控制電路以及數據采集處理軟件等。

適時采集：注入液量，注入氣量，壓力、壓差、溫度，產出氣量，產出液量變化。

軟件在windows7環(huán)境下運行，運用VB編程，儀器工作流程顯示在界面上，可實驗人機對話，操作簡單方便。

14、 安全報警系統(tǒng)

裝置設計超溫、超壓安全報警系統(tǒng)，當系統(tǒng)過溫、過壓會自動報警并切斷電源。

五、 儀器流程

六、安    全

儀器的安全操作涉及到操作者的人生安全和儀器的正常使用壽命，廠家提醒操作者注意如下幾點：

※儀器的各內儀表和計算機必須保證正確的電源輸入，必須配有自動穩(wěn)壓保護裝置。

※儀器各部保證有良好的接地。

※儀器管匯各部的壓力不高于設計壓力，特別不能高于各種檢測儀表的量程，使用氣體加壓時必須格外小心。

※儀器的閥門設計為手動操作，請按試驗步驟預先設計好試驗流程走向，任何一閥門的操作錯誤均可能導致整個試驗的失敗。

※系統(tǒng)在高溫操作是，必須帶有絕緣手套，以免燙傷。

七、安    裝

儀器出廠時已全部安裝就緒，并經過實際測試。為了方便包裝運輸，儀器分成不同部分包裝，安裝時請仔細參閱流程圖。

安裝工作也可由廠方技術人員和用戶共同完成，以便用戶進一步熟悉儀器，便于日后正常維護。

更新時間：2024/10/29 12:13:50

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