[发明专利]一种适用于鼓式离心机的天然气水合物开采模拟装置

权利要求书

1.一种适用于鼓式离心机的天然气水合物开采模拟装置，其特征在于，该天然气水合物开采模拟装置包括外部壳体(1)、高压反应釜(9)、可视窗、温度控制系统、压力控制系统、开采井(14)和高速摄像系统；

外部壳体(1)前端开口，开口四周设有螺纹孔以及密封圈凹槽(6)，用于与高压反应釜(9)密封连接；外部壳体(1)后端端面为圆曲面，用于与鼓式离心机内部贴合，同时对整个开采模拟装置提供支撑；外部壳体(1)侧面设有进水口(7)、出水口(8)和正方形可视窗(2)；正方形可视窗(2)中间通过法兰盘和螺栓配合，密封固定安装透明玻璃(3)；外部壳体底面(5)宽度大于两侧面间距，外部壳体底面(5)两端设有螺纹孔，通过与螺栓配合固定于鼓式离心机的环形模型槽；

高压反应釜(9)置于外部壳体(1)内，其内部为椭圆柱形空腔；反应釜前端(18)为一体结构的突出板，尺寸与外部壳体(1)端面一致，其上加工有螺纹孔，用螺栓与外部壳体(1)进行连接；反应釜后端(19)为一体结构的突出板，尺寸与外部壳体(1)的内侧一致；高压反应釜(9)前后端面均通过密封圈(11)和螺栓密封连接有密封盖；后密封盖(10)整体表面光滑；前密封盖(12)中心处开有小孔，分别为开采井孔(20)和数据采集孔(13)，开采井孔(20)用于安装开采井(14)，数据采集孔(13)用于安装传感器数据线；高压反应釜(9)两侧面均开有长方形可视窗(15)，位置与正方形可视窗(2)位置相对应；长方形可视窗(15)通过螺栓和法兰盘密封固定耐高压透明玻璃(17)；

开采井(14)为弹性管，其通过开采井孔(20)伸入至高压反应釜(9)内部，伸入部分的井壁安装有应变片(22)，用于测量开采过程中井壁的受力及变形情况；开采井(14)最前端安装电磁减压阀(21)，用于降压开采模拟；

温度控制系统包括制冷循环水浴(23)、水浴连接管路(24)和测温元件(25)，制冷循环水浴(23)置于鼓式离心机侧，利用水浴连接管路(24)连接进水口(7)和出水口(8)；通过外部壳体(1)与高压反应釜(9)之间的密封空腔进行制冷剂循环，用于保证高压反应釜(9)内的温度稳定；测温元件(25)置于高压反应釜(9)内部进行温度的实时测量；

压力控制系统为高压反应釜(9)内部布置的压力传感器(26)，对实验过程中不同深度以及距离开采井(14)不同距离的孔隙压力进行测量；

高速摄像系统包括微型摄像头(16)和无线传输模块(4)；微型摄像头(16)安装于鼓式离心机的鼓槽上，通过可视窗拍摄高压反应釜(9)内试样的变化情况，通过无线传输模块(4)与电脑进行数据传输，监测画面实时显示在电脑上。

2.根据权利要求1所述的一种适用于鼓式离心机的天然气水合物开采模拟装置，其特征在于，鼓式离心机的鼓槽内对称放置两个完全相同的模拟装置，实现一次完成两组实验以及保持鼓式离心机整体平衡。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于鼓式离心机的天然气水合物开采模拟装置，其特征在于，所述井壁受力变形、温度以及孔隙压力数据通过数据采集孔(13)与外部连接的鼓式离心机数据采集系统进行采集。

4.根据权利要求1或2所述的一种适用于鼓式离心机的天然气水合物开采模拟装置，其特征在于，所述开采井(14)与开采井孔(20)间密封处理。

5.根据权利要求3所述的一种适用于鼓式离心机的天然气水合物开采模拟装置，其特征在于，所述开采井(14)与开采井孔(20)间密封处理。

6.根据权利要求1、2或5所述的一种适用于鼓式离心机的天然气水合物开采模拟装置，其特征在于，所述温度控制系统选用乙二醇作为制冷剂。

7.根据权利要求3所述的一种适用于鼓式离心机的天然气水合物开采模拟装置，其特征在于，所述温度控制系统选用乙二醇作为制冷剂。

8.根据权利要求4所述的一种适用于鼓式离心机的天然气水合物开采模拟装置，其特征在于，所述温度控制系统选用乙二醇作为制冷剂。