本發(fā)明涉及一種測量裝置，尤其是涉及一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，對深海內(nèi)的天然氣水合物開采方法主要有注熱法、注化學制劑法、co2置換法、降壓法、固態(tài)流化法等，其中降壓法、注化學劑法最為常見。降壓法是將天然氣水合物儲層壓力降低到其相平衡壓力之下，破壞天然氣水合物的穩(wěn)定性。注化學劑法是向地層中注入化學試劑，使天然氣水合物的相平衡曲線向更高的壓力和更低的溫度方向移動，從而使天然氣水合物發(fā)生分解。降壓法在開采過程中存在面臨單一的降壓法開采速率衰減快、傳熱效率低、能量利用率低等問題；而注化學劑法的優(yōu)點是可以降低天然氣水合物分解所需熱量，在短時間內(nèi)有效地提高天然氣水合物的分解速率。在現(xiàn)場實際工況下若采用降壓法進行單一的開采無法完全滿足實際要求，若采用降壓與化學劑一起進行開采，其開采的效果如何是本案所要研究的問題。因此，對于進行天然氣水合物開采時，設(shè)計一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采的裝置進行研究，測量結(jié)果將對現(xiàn)場實際工況下進行天然氣水合物開采具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的是提供一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采裝置，用于研究在天然氣水合物采用降壓開采與未采用降壓開采，采用降壓開采與化學劑開采之間的差別。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采裝置，所述測量裝置由水基鉆井液儲罐，第一加壓泵，第一液體流量計，第一球閥，第二球閥，第三球閥，第一小型三項分離器，第四球閥，化學劑儲罐，第二加壓泵，第二液體流量計，第五球閥，第一進液口，第六球閥，第一收集桶，第七球閥，第二小型三項分離器，第八球閥，第二收集桶，第九球閥，第一出液口，第十球閥，第十一球閥，第十二球閥，第二出液口，第二進液口，第十三球閥，第十四球閥，第十五球閥，第三出液口，第三進液口，矩形箱體，第三水平井，第二二級降壓管，第二一級降壓管，第二水平井，第一二級降壓管，第一一級降壓管，第一水平井，單氣泵，第三鉆頭，第一出氣管，第十六球閥，第二鉆頭，第二出氣管，第十七球閥，第三鉆頭，第十八球閥，第三出氣管，尼龍顆粒，水層，泥巖層，氣體出口組成；水基鉆井液儲罐依次與第一加壓泵、第一液體流量計、第一球閥相連，第二球閥的一端與第三進液口相連后與第二進液口并聯(lián)；第十五球閥一端與第三出液口相連，另一端與第十三球閥、第十四球閥并聯(lián)后與第三球閥串聯(lián)；第十二球閥的一端與第二出液口相連，另一端與第十球閥、第十一球閥并聯(lián)后一起與第三球閥并聯(lián)，最終與第一小型三項分離器串聯(lián)；化學劑儲罐依次與第二加壓泵、第二液體流量計、第五球閥、第一進液口相連，第一出液口依次與第九球閥、第二小型三項分離器、第七球閥、化學劑儲罐相連；矩形箱體內(nèi)從右往左依次設(shè)有第一水平井、第二水平井、第三水平井。

4、進一步的，所述第一水平井用于模擬采用天然氣水合物鉆水平井開采時采用注化學劑法進行開采，第二水平井與第三水平井用于模擬采用天然氣水合物鉆水平井開采時采用兩級降壓法進行開采。

5、進一步的，所述矩形箱體內(nèi)從上到下依次設(shè)有水層，泥巖層；泥巖層內(nèi)設(shè)有尼龍顆粒。

6、進一步的，所述水層用于模擬實際工況下的海水，泥巖層用于模擬實際工況下海底泥巖層，尼龍顆粒用于模擬實際工況下海底存在的天然氣水合物顆粒形成的儲層。

7、進一步的，所述第一水平井、第二水平井、第三水平井的底端分別設(shè)有第三鉆頭、第二鉆頭、第三鉆頭。

8、進一步的，所述第三鉆頭、第二鉆頭、第三鉆頭的前端設(shè)有相同的含量的尼龍顆粒。

9、進一步的，所述泥巖層內(nèi)設(shè)有第三出氣管、第二出氣管、第一出氣管，其分別與第十八球閥、第十七球閥、第十六球閥相連后與單氣泵串聯(lián)。

10、進一步的，所述第三出氣管、第二出氣管、第一出氣管為相同的出氣管，其表面設(shè)有若干個氣體出口。

11、進一步的，所述單氣泵產(chǎn)生的氣體最終從第三出氣管、第二出氣管、第一出氣管表面的氣體出口流出，此時模擬實際工況下開采天然氣水合物時，部分水合物分解。通過控制氣體量的大小實現(xiàn)分解量的大小。

12、進一步的，所述第二水平井與第三水平井垂直部分右側(cè)分別設(shè)有第一二級降壓管、第一一級降壓管、第二二級降壓管、第二一級降壓管。

13、進一步的，所述第一二級降壓管位于第二水平井垂直段右中部，第一一級降壓管位于第二水平井垂直段右下四分之三處；第二二級降壓管位于第三水平井垂直段右中部，第二一級降壓管位于第三水平井垂直段右下四分之三處。

14、進一步的，所述第二一級降壓管為第一級降壓，第二二級降壓管為第二級降壓，其分別通過調(diào)節(jié)第十三球閥與第十四球閥開度的大小，實現(xiàn)兩級降壓。

15、進一步的，所述第一一級降壓管為第一級降壓，第一二級降壓管為第二級降壓，其分別通過調(diào)節(jié)第十球閥與第十一球閥開度的大小，實現(xiàn)兩級降壓。

16、進一步的，所述第一小型三項分離器和第二小型三項分離器為兩個相同的分離器，其作用為將氣液固進行分離，對分離出的固體進行收集后再次進行分離，得到尼龍顆粒的重量。

17、進一步的，所述第一小型三項分離器和第二小型三項分離器屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

18、進一步的，所述本裝置所有球閥均為相同的球閥，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

19、進一步的，所述單氣泵屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

20、進一步的，所述第一水平井、第二水平井、第三水平井的井深結(jié)構(gòu)相同，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

21、進一步的，所述尼龍顆粒粒徑為10毫米，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

22、進一步的，所述第二水平井、第三水平井在測量過程中分別進行，取收集到的尼龍顆粒量的平均值作為最終數(shù)值。

23、進一步的，所述第一出氣管、第二出氣管、第三出氣管為相同的出氣管。

24、進一步的，所述水基鉆井液儲罐內(nèi)為水基鉆井液，化學劑儲罐內(nèi)為含有化學劑的鉆井液，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

25、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點為：(1)通過設(shè)置循環(huán)回路進行循環(huán)，節(jié)約測量過程中的資源；(2)通過設(shè)置第一出氣管、第二出氣管、第三出氣管流出氣體模擬實際工況下開采天然氣水合物時水合物分解，提高了測量的真實性；(3)通過設(shè)置第二水平井與第三水平井為降壓開采，第一水平井為化學劑開采進行對比，體現(xiàn)兩種開采之間的差異；(4)本發(fā)能真實的模擬天然氣水合物開擦的過程，除能測量降壓開采與化學劑開采差別外，還能夠準確測得未采用降壓開采與采用降壓開采之間的差別，測量效果好。

技術(shù)特征：

1.一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采裝置，其特征在于：所述測量裝置由水基鉆井液儲罐(1)，第一加壓泵(2)，第一液體流量計(3)，第一球閥(4)，第二球閥(5)，第三球閥(6)，第一小型三項分離器(7)，第四球閥(8)，化學劑儲罐(9)，第二加壓泵(10)，第二液體流量計(11)，第五球閥(12)，第一進液口(13)，第六球閥(14)，第一收集桶(15)，第七球閥(16)，第二小型三項分離器(17)，第八球閥(18)，第二收集桶(19)，第九球閥(20)，第一出液口(21)，第十球閥(22)，第十一球閥(23)，第十二球閥(24)，第二出液口(25)，第二進液口(26)，第十三球閥(27)，第十四球閥(28)，第十五球閥(29)，第三出液口(30)，第三進液口(31)，矩形箱體(32)，第三水平井(33)，第二二級降壓管(34)，第二一級降壓管(35)，第二水平井(36)，第一二級降壓管(37)，第一一級降壓管(38)，第一水平井(39)，單氣泵(40)，第三鉆頭(41)，第一出氣管(42)，第十六球閥(43)，第二鉆頭(44)，第二出氣管(45)，第十七球閥(46)，第三鉆頭(47)，第十八球閥(48)，第三出氣管(49)，尼龍顆粒(50)，水層(51)，泥巖層(52)，氣體出口(53)組成；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采裝置，其特征在于：所述矩形箱體(32)內(nèi)從上到下依次設(shè)有水層(51)，泥巖層(52)；泥巖層(52)內(nèi)設(shè)有尼龍顆粒(50)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采裝置，其特征在于：所述第一水平井(39)、第二水平井(36)、第三水平井(33)的底端分別設(shè)有第三鉆頭(47)、第二鉆頭(44)、第三鉆頭(41)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采裝置，其特征在于：所述第三鉆頭(47)、第二鉆頭(44)、第三鉆頭(41)的前端設(shè)有相同的含量的尼龍顆粒(50)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采裝置，其特征在于：所述泥巖層(52)內(nèi)設(shè)有第三出氣管(49)、第二出氣管(45)、第一出氣管(42)，其分別與第十八球閥(48)、第十七球閥(46)、第十六球閥(43)相連后與單氣泵(40)串聯(lián)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采裝置，其特征在于：所述第三出氣管(49)、第二出氣管(45)、第一出氣管(42)為相同的出氣管，其表面設(shè)有若干個氣體出口(53)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采裝置，其特征在于：所述第二水平井(36)與第三水平井(33)垂直部分右側(cè)分別設(shè)有第一二級降壓管(37)、第一一級降壓管(38)、第二二級降壓管(34)、第二一級降壓管(35)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采裝置，其特征在于：所述第一二級降壓管(37)位于第二水平井(36)垂直段右中部，第一一級降壓管(38)位于第二水平井(36)垂直段右下四分之三處；第二二級降壓管(34)位于第三水平井(33)垂直段右中部，第二一級降壓管(35)位于第三水平井(33)垂直段右下四分之三處。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種測量天然氣水合物兩級降壓及化學劑開采裝置，所述水基鉆井液儲罐依次與第一加壓泵、第一液體流量計、第一球閥相連，第二球閥的一端與第三進液口相連后與第二進液口并聯(lián)；第十五球閥一端與第三出液口相連，另一端與第十三球閥、第十四球閥并聯(lián)后與第三球閥串聯(lián)；第十二球閥的一端與第二出液口相連，另一端與第十球閥、第十一球閥并聯(lián)后一起與第三球閥并聯(lián)，最終與第一小型三項分離器串聯(lián)；化學劑儲罐依次與第二加壓泵、第二液體流量計、第五球閥、第一進液口相連，第一出液口依次與第九球閥、第二小型三項分離器、第七球閥、化學劑儲罐相連。本發(fā)明能對降壓法與化學劑開采進行測量，測量效果好。

技術(shù)研發(fā)人員：孫萬通,馮一,譚軍,張?zhí)K,莊文杰,王新懿,劉宏偉,檀秦發(fā),辛國霖,羅詩宏
受保護的技術(shù)使用者：廣東石油化工學院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15