[发明专利]一种天然气水合物注热-置换联合模拟开采装置及方法

权利要求书

1.一种天然气水合物注热-置换联合模拟开采装置，其中，所述装置包括：置换气体气瓶(1)、CH₄气瓶(25)、第一气体流量计(3)、第二气体流量计(17)、加热器(4)、控温装置(13)、反应釜(11)、数据采集仪(15)和计算机(16)；反应釜(11)设置在控温装置(13)中以通过控温装置来对反应容器内的温度进行控制，所述置换气体气瓶(1)、第一气体流量计(3)、加热器(4)和反应釜(11)通过第一管路(26)顺序连接，CH₄气瓶(25)、第二气体流量计(17)和反应釜(11)通过第二管路(27)顺序连接，所述数据采集仪(15)分别与反应釜(11)和计算机(16)电连接。

2.根据权利要求1所述的模拟开采装置，其中，所述反应釜(11)包括釜体(29)、设置于釜体(29)顶部的釜盖(28)、位于釜盖(28)上的气体进出口(9)、置于釜体(29)底部的出砂口(14)；所述釜盖(28)上设置接至釜体(29)内腔的压力检测接口(26)和温度检测接口(27)，盘管(12)通过气体进出口(9)伸入釜体(29)内腔。

3.根据权利要求2所述的模拟开采装置，其中，所述反应釜(11)还包括设置在釜体(29)底部用于支撑釜体(29)的支架(30)。

4.根据权利要求2所述的模拟开采装置，其中，所述反应釜(11)还包括与压力检测接口(26)电连接的压力传感器(18)和设置在温度检测接口(27)的温度传感器(10)；所述压力传感器(18)和温度传感器(10)分别与数据采集仪(15)电连接。

5.根据权利要求2所述的模拟开采装置，其中，所述盘管(12)的高度为反应釜内腔高度的1/4-1/2；直径为反应釜内腔直径的0.25-0.75；盘管螺旋直径为反应釜内直径的0.25-0.75倍。

6.根据权利要求2所述的模拟开采装置，其中，所述盘管(12)设置气孔(121)，任意相邻的两个气孔之间的距离为盘管管路外径的0.2-0.8倍。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的模拟开采装置，其中，所述装置还包括设置在置换气体气瓶(1)和第一气体流量计(3)之间的管路上的置换气体减压阀(2)、以及设置在CH₄气瓶(25)和第二气体流量计(17)之间的管路上的CH₄减压阀(24)。

8.根据权利要求7所述的模拟开采装置，其中，所述装置还包括第二三通阀(20)、第三三通阀(22)、第一截止阀(7)、第二截止阀(19)、第三截止阀(23)；第二截止阀(19)、第二三通阀(20)、第三三通阀(22)和第三截止阀(23)从第二气体流量计(17)起顺序设置在第二气体流量计(17)和CH₄减压阀(24)之间的管路上，第一截止阀(7)设置在加热器(4)和反应釜(11)之间的管路上。

9.根据权利要求8所述的模拟开采装置，其中，所述装置还包括第一液压表(5)和第二液压表(21)；第一液压表(5)设置在加热器(4)上，第二液压表(21)设置在第三三通阀(22)上。

10.根据权利要求8所述的模拟开采装置，其中，所述装置还包括第一三通阀(8)，第一三通阀(8)设置在第一截止阀(7)和反应釜(11)之间的管路上，第二管路(27)通过第一三通阀(8)与反应釜(11)连接。

11.一种天然气水合物注热-置换联合模拟开采方法，其中，所述方法包括向装有冰粉及石英砂的反应釜内通入甲烷生成水合物；在生成水合物后，通过通入加热的置换气体进行置换反应。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，冰粉和石英砂的质量比为0.5：1-1：0.5。