[发明专利]气体水合物管道沉积可视化动态模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于模拟多组分气体水合物在高压高速气流中生成、运移与沉积的过程，观测各种角度管道内气流与气体水合物颗粒、气体水合物颗粒之间的相互作用的气体水合物管道沉积可视化动态模拟装置。

背景技术

在天然气开采、运输过程中，天然气水合物的生成使气井和地面管线经常堵塞。由于天然气处于高压时，即使在常温也能形成水合物。天然气运输过程中，由于地形起伏会导致管线凹处积液、形成局部节流，会加剧天然气水合物的形成。在生产设施中的天然气水合物沉积，大大降低了生产管线的利用率，导致气井产量下降，甚至停产，严重影响生产平稳运行。

目前，实验室多采用静态实验装置来模拟气体水合物的形成与分解。例如通过透明高压釜或带视窗的反应釜来进行实验，这类实验装置属于静态装置。在中国专利号01130148.1《一种制备天然气水合物的方法及装置》中，侧重的是一种制备天然气水合物的方法，将化学促进剂与水配制成水溶液，在一定温度压力下，天然气与水作用，形成天然气水合物浆，并把多余的水分离，更注重的是水合物的生产方法。专利申请号为200710026942.7的专利申请《天然气水合物相平衡模拟实验装置》公开了一种天然气水合物相平衡模拟实验装置，其反应釜容积可变，并可以对不同化学药剂存在下的水合物以及多孔介质中水合物的相平衡条件进行测定。该发明属于静态天然气水合物实验装置，而且没有实现可视化功能。专利申请号为200710172024.5的专利申请《蓄冷用制冷剂水合物可视化相平衡实验装置及其应用》可以非常方便地观察气体水合物在静态法或是磁力搅拌促晶法在一定温度条件下的生成过程，是一种可用观察法和定容法较为准确测量制冷剂水合物相平衡参数的可视化研究装置。该发明属于静态气体水合物实验装置。同样，专利申请号为200410017183.4的专利申请《内置换热式气体水合物蓄/释冷过程可视化研究装置》也属于静态气体水合物实验装置。专利申请号为201010603010.6的专利申请《一种可视化气体水合物实验装置》可实现气体水合物快速、高效生成，还能实现在线实时观测水合物形成/分解过程中水合物晶体解构、形貌，并通过图像处理软件进行分析。原理为微小气泡在充满液体的管柱中运移，无法模拟管道中气体水合物在高压高速下生成的实际情况，也无法分析气体流动对水合物形成与分解的影响。

本发明用于研究管道内多组分气体水合物在高压高速气流中的沉积，可以模拟气体水合物在高压高速气流中析出、运移与沉积的过程，直接观测各种角度管道内气流与气体水合物颗粒、气体水合物颗粒之间的相互作用，给出管道气固相的高速流动特征、运移机理和沉积规律，并可用于气体水合物抑制剂的评价。

经文献调研，在模拟管道内多组分气体水合物在高压高速气流中生成、运移与沉积的方面未发现与气体水合物管道沉积可视化动态模拟装置相关的思路、产品、工艺设计方法和理论基础研究的报道。

发明内容

本发明的目的是：为了模拟天然气在开采、运输过程中，管道内多组分气体水合物在高压高速气流中生成、运移与沉积的现象，直接观测各种角度管道内气流与气体水合物颗粒、气体水合物颗粒之间的相互作用，特提供气体水合物管道沉积可视化动态模拟装置。