[发明专利]基于多分支孔技术开采水合物的实验模拟装置

摘要

本发明公开一种基于多分支孔技术开采水合物的实验模拟装置，包括多分支孔开采单元、温控单元、气体注入单元、液体注入单元、出口分离计量单元、气体回收单元和数据采集处理单元；采用在中心主井网的侧向开孔的方式向四周布设多层水平分支孔，由中心主井网带动水平分支孔共同降压进行水合物开采，以有效增大水合物储层泄流面积，能够完整模拟水合物储层形成、多分支孔布设、多分支孔降压、防砂防堵、以及气‑水‑砂分离等过程，为详细了解海域水合物多分支孔开采效率、生产特征等提供详实的实验数据，进而为实现水合物的高效开采、产能评价、开发方案和工艺设计优化提供理论基础。

主权项

1.基于多分支孔技术开采水合物的实验模拟装置，其特征在于，包括多分支孔开采单元、温控单元、气体注入单元、液体注入单元、出口分离计量单元、气体回收单元和数据采集处理单元，所述数据采集处理单元采集温控单元、气体注入单元、液体注入单元、出口分离计量单元和气体回收单元的相关数据，并实现对温控单元、气体注入单元和液体注入单元的控制；所述温控单元采用恒温水浴箱，多分支孔开采单元设置在恒温水浴箱内，多分支孔开采单元包括反应釜、中心主井网及与中心主井网轴向垂直的多层水平分支井；所述反应釜内均匀布设有若干个测试点，所述测试点处安装有压力传感器、温度传感器和电阻测试电极，用于实现对测试点处的流体状态的检测判断，所述水平分支井的内部还设置有恒温电加热管，所述反应釜包括反应釜筒体以及与反应釜筒体通过紧固螺栓连接的法兰，反应釜筒体与法兰密封连接并形成一反应腔室，反应腔室内设有顶部气室、填砂层和底部气室，填砂层位于顶部气室和底部气室之间，在填砂层的上下两端设置有透气不透水薄膜，透气不透水薄膜的外侧还设置有承重隔板，透气不透水薄膜安装在承重隔板和填砂层之间，所述承重隔板采用多孔介质烧结的过滤板；所述中心主井网竖直设置在反应腔室的中间部位，中心主井网的一端延伸至填砂层，另一端伸出反应釜筒体，沿中心主井网的高度方向设置有多层水平分支井安装孔，水平分支井安装孔上对应的设置有水平分支井；反应釜筒体上还设置有与液体注入单元相连的流体接口，法兰的底部设置有与气体注入单元相连的气体注入口；所述气体注入单元包括气瓶、第一气体增压单元、高压气体储罐、气体减压阀和气体流量计，所述气瓶依次经过第一气体增压单元、高压气体储罐、气体减压阀和气体流量计与反应釜的气体注入口相连，气体减压阀实现对反应釜内部气体压力的调节；所述液体注入单元包括活塞容器和恒速恒压泵，恒速恒压泵经活塞容器与反应釜的流体接口相连，活塞容器内盛有实验所需流体并实现对流体的恒温控制，所述恒速恒压泵按照实验设定的液体注入压力和注入速率向反应釜内注液；所述出口分离计量单元与中心主井网的采出口相连，用以对所开采的天然气及携带的水、固体沉积物进行分离并计量，出口分离计量单元包括固体分离装置、过滤器、回压控制单元、气液分离器和电子天平；固体分离装置的输入端与中心主井网的采出口相连，其输出端依次经过滤器、回压控制单元与气液分离器的入口相连，所述回压控制单元包括回压阀和跟踪泵；所述气体回收单元用以实现对采出的气体进行计量并将采出的气体或者对实验结束后反应釜内部的残余气体进行回收，包括气体干燥器、气体质量流量计和第二气体增压单元，所述气体干燥器与气液分离器的顶部气体出口相连，气体干燥器依次经气体质量流量计和第二气体增压单元与气瓶相连，实现气体回收。