[发明专利]不同流动工况下天然气水合物流动安全实验装置及其应用

说明书

本发明涉及天然气水合物流动模拟装置领域，尤其涉及不同流动工况下天然气水合物流动安全实验装置及其应用。装置包括：管状反应釜、晃动控制系统；管状反应釜为透明状，其水平设置，晃动控制系统用于控制管状反应釜在水平方向上晃动并能够调节晃动工况。供气系统、温度控制系统；供气系统用于向管状反应釜中供气，温度控制系统用于控制、调节管状反应釜的内部温度。图像监测系统用于对管状反应釜内流体的流动工况及天然气水合物的流动工况进行监测；数据采集系统用于收集图像监测系统采集的信息并进行记录。该装置能够全面系统的研究不同流动工况下天然气水合物在管道内的生成及流动特性，同时研究天然气水合物生成对管道内流动工况的影响。

技术领域

本发明涉及天然气水合物流动模拟装置领域，尤其涉及不同流动工况下天然气水合物流动安全实验装置及其应用。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

天然气水合物的生成需要低温、高压的外界条件，在油气管道输送过程中，当管道运行工况进入低温、高压区域时，天然气水合物就容易在管道内生成。自1934年首次管道水合物堵塞现象被发现以来，随着油气资源的开发不断向深水和超深水领域进军，由管道内水合物生成和堵塞所引发的一系列问题已成为石油工业流动安全保障领域的研究热点。因此，对油气管线内天然气水合物防治技术的研究就显得尤为重要和突出。

针对油气管线内水合物防治技术的研究，目前最有效的手段为开展实验室实验，对应的实验装置主要包括搅拌式反应釜、摇晃式反应釜以及各类不同尺寸的实验环路。这些实验装置虽然都能在不同程度上模拟实际生产工况和过程，但都具有明显的缺陷。搅拌式反应釜内流体是在搅动作用下运动，与实际管道流动差距较大。现有的摇晃式反应釜虽能模拟流体在管道内的流动，但其体积往往较小，故无法实现流动的稳定发展及流型等流动工况的变化，且其大都不具备可视功能，故无法清除观察实验中流动工况及水合物的流动情况。实验环路能较好模拟管内流体流动，但其造价高、运行成本高、占地面积大、操作运行也非常复杂困难，故不易推广。

总之，目前现有的水合物实验研究装置具有成本高、操作难、可视性差、工况调节困难等缺点，故无法实现对不同流动工况下水合物流动安全问题的可视化系统研究。

发明内容

针对上述的问题，本发明旨在提供不同流动工况下天然气水合物流动安全实验装置及其应用。该装置能够全面系统的研究不同流动工况下天然气水合物在管道内的生成及流动特性，同时研究天然气水合物生成对管道内流动工况的影响。

本发明第一目的：提供一种不同流动工况下天然气水合物流动安全实验装置。

本发明第二目的：提供所述不同流动工况下天然气水合物流动安全实验装置的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术手段为：

首先，本发明公开不同流动工况下天然气水合物流动安全实验装置，包括：

管状反应釜、晃动控制系统；所述管状反应釜为透明状，其水平设置，所述晃动控制系统用于控制管状反应釜在水平方向上晃动并能够调节晃动工况。

供气系统、温度控制系统；所述供气系统用于向管状反应釜中供气使管状反应釜内部保持高压状态，所述温度控制系统用于控制、调节所述管状反应釜的内部温度，使管状反应釜内满足天然气水合物的生成条件。

图像监测系统，其位于管状反应釜外部，用于对管状反应釜内流体的流动工况及天然气水合物的流动工况进行监测；数据采集系统用于收集图像监测系统采集的信息并进行记录。

其次，本发明公开所述不同流动工况下天然气水合物流动安全实验装置在油气管线内水合物防治技术研究中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：