[发明专利]一种天然气水合物管输压力损失的测量装置及方法

权利要求书

1.一种天然气水合物管输压力损失的测量装置，由电机（22）、减速器（21）、模拟套管（23）、模拟钻杆（24）、岩屑储集室（16）、液体流量计（1）、水泵（3）、贮水槽（4）、液固两相分离器（9）、压力传感器（14）、计算机（15）组成，其特征在于，所述模拟套管（23）内有模拟钻杆（24），模拟套管和模拟钻杆之间左端设有接头（20）、右端设有轴承（12）；模拟钻杆连接电机（22）、减速器（21）；模拟套管的左端既连接岩屑储集室（16），还通过进水口（25）连接液体流量计（1）、水泵（3）、贮水槽（4），水泵连有控制柜（2），岩屑储集室设置岩屑漏斗（17）、尼龙漏斗（18）和搅拌器（19）；模拟套管的右端通过混合物出口（13）连接液固两相分离器（9）；液固两相分离器连接贮水槽，底部通过电加热干燥器（7）分别连接尼龙收集桶（5）、岩屑收集桶（6）；模拟套管的两端连接压力传感器（14），压力传感器连接计算机（15）。

2.如权利要求1所述的一种天然气水合物管输压力损失的测量装置，其特征在于，所述水泵连接控制柜，是指液体经进水口、模拟套管和模拟钻杆之间的环形空间、混合物出口构成循环管路，通过控制柜调节管路流速，达到模拟不同流速的效果。

3.如权利要求1所述的一种天然气水合物管输压力损失的测量装置，其特征在于，所述模拟套管管长15m，管道直径165mm，采用透明亚克力玻璃制成，承压2MPa。

4.如权利要求1所述的一种天然气水合物管输压力损失的测量装置，其特征在于，所述混合物出口直径为进水口直径的1.1倍。

5.如权利要求1所述的一种天然气水合物管输压力损失的测量装置，其特征在于，所述液固两相分离器的底部通过电加热干燥器分别连接尼龙收集桶、岩屑收集桶。

6.利用权利要求1、2、3、4或5所述的装置测量天然气水合物管输压力损失的方法，依次包括以下步骤：

启动电机，电机通过减速器带动模拟钻杆转动；

开启水泵，水从贮水槽中流出，通过液体流量计，由进水口进入模拟套管和模拟钻杆之间的环空；

向岩屑储集室加入相同质量的尼龙颗粒和岩屑颗粒，通过搅拌器将其混合均匀后，打开岩屑储集室，使尼龙颗粒和岩屑颗粒进入环空并与水一起流向混合物出口；

在循环过程中，通过控制柜调节水泵的排量改变环空内的流体流速，通过压力传感器读取压降数据，通过计算机监测并记录；

混合物沿混合物出口进入液固两相分离器，分离出的液相进入贮水槽、固相通过电加热干燥器后分别进入尼龙收集桶和岩屑收集桶。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，通过向岩屑储集室分别加入总体积相同、粒径为2mm、3mm、4mm、5mm的尼龙颗粒和岩屑颗粒，用于模拟实际钻井过程中的天然气水合物固体颗粒以及岩屑颗粒；通过调节控制柜改变水泵的排量，从而改变井筒环空内流体的流速；由此得到不同粒径和流速条件下的压降。