[发明专利]一种用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验装置及方法

权利要求书

1.一种用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验装置，其特征在于，包括固相分离器、注液模块、注气模块和气液分离器，其中：

所述固相分离器包括筒体、位于筒体上端的上堵头以及位于筒体下端的下堵头，所述上堵头、下堵头和筒体之间气密连接形成一密闭腔体，所述下堵头设有与密闭腔体连通的固相分离器入口，所述筒体上侧壁设有与密闭腔体连通的固相分离器出口，在位于固相分离器入口与固相分离器出口之间的密闭腔体内还设置有第一过滤装置和第二过滤装置；

所述注气模块包括气瓶、减压阀、增压泵、气体流量计和第二截止阀，所述气瓶通过管路依次经减压阀、增压泵、气体流量计和第二截止阀与固相分离器出口连通；

所述注液模块包括储液天平、加热器、平流泵和第四截止阀，所述储液天平通过管路依次经加热器、平流泵和第四截止阀与固相分离器入口连通；

所述气液分离器通过管路依次经压力控制阀和第三截止阀与固相分离器出口连通，所述气液分离器上部设有气体出口，下部设有液体出口；

所述天然气水合物钻井液通过管路经第一截止阀与固相分离器入口连通。

2.根据权利要求1所述的用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验装置，其特征在于，所述第一过滤装置包括底座、压环、过滤片和垫片，所述底座为中空圆柱结构，所述压环、过滤片和垫片固定在底座内壁，且过滤片位于压环和垫片之间，所述底座固定在筒体内壁，且二者之间气密连接。

3.根据权利要求1或2所述的用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验装置，其特征在于，所述第二过滤装置包括滤网筒、过滤网、接头和导管，所述滤网筒为侧壁设有过滤孔的中空圆柱结构，所述过滤网包裹住滤网筒的侧壁，所述滤网筒的上端封闭，下端通过接头与导管连接，所述导管的上端伸入到滤网筒内，所述导管的下端与固相分离器入口相连通。

4.根据权利要求3所述的用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验装置，其特征在于，所述固相分离器还包括支架、上压帽和下压帽，所述筒体安装在支架上，所述上压帽与筒体上端螺纹连接，用于将上堵头固定在筒体的上端，所述下压帽与筒体下端螺纹连接，用于将下堵头固定在筒体的下端，所述筒体最大承受压力为25Mpa。

5.根据权利要求4所述的用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验装置，其特征在于，所述气液分离器的气体出口连接有气体计量器，所述气液分离器的液体出口连接有液体计量器。

6.一种用于对天然气水合物钻井液进行多相分离的实验方法，采用权利要求1-5之一所述的实验装置，其特征在于：包括以下步骤：

(1)注气：打开第二截止阀和气瓶，通过减压阀与增压泵向固相分离器出口注入气体，当固相分离器中的气体压力达到预定值时，关闭第二截止阀和气瓶；

(2)注水：设定压力控制阀的压力，设定加热器温度，打开第三截止阀和第四截止阀，通过平流泵向固相分离器入口注入热水，通过注入的热水将固相分离器中的气体逐渐排出；当固相分离器中的液面达到固相分离器出口时，固相分离器中的气体将停止排出，注入的热水通过固相分离器出口排出进入气液分离器；

(3)注钻井液：关闭第四截止阀，打开第一截止阀，需要处理的高压天然气水合物钻井液通过第一截止阀、固相分离器入口进入固相分离器，分离后的气体与液体通过固相分离器出口流出，经压力控制阀进入气液分离器，气体从气液分离器的气体出口流出，液体从气液分离器的液体出口流出，对分离出的气体和液体分别进行实时计量采集。