【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水合物開采，具體地講，是涉及一種水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置及方法。
技術介紹
1、天然氣水合物已被證明是最有前景的清潔能源之一，其有效的開采有望解決我國的能源安全問題。至今為止的水合物試采表明，開采過程中出砂嚴重，導致水合物漿液含砂量高，最終造成水合物開采生產困難且成本巨大。因此，迫切需要新的分離除砂技術及設備。“固態流化”和“降壓法”中已經提出利用原位分離除砂器進行砂、水、氣的分離來除砂，預示著原位分離除砂器被選為水合物除砂技術中最具潛力的分離設備。其性能的好壞決定分離除砂效率，最終決定水合物的開采效率，能對海洋水合物的商業開采起關鍵性的影響。
2、但對于水合物實驗測試方法主要基于保溫保壓的條件而提出的，其主要原因是水合物存在相態變化，開展實驗研究時需要在保溫保壓狀態下進行才能保證結果的可靠性。如專利號“20232183641124”提到的“水合物測試用高壓反應釜試驗裝置”，該裝置的主要作用就是為水合物的相關測試提供一個保溫保壓的環境。但保溫保壓的條件也造成實驗操作難度大、成本昂貴和實驗數據難以獲取等問題。對于水合物原位分離除砂器性能測試的實驗裝置及方法，在保溫保壓下進行同樣存在相同的困難。因此，如何能在常溫常壓下，保證測試結果可靠，對水合物原位分離除砂器開展性能測試是海洋水合物開采領域中亟待解決的關鍵技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置及方法，主要解決現有技術中存在的保溫保壓性能測
2、水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置，包括替代樣制備裝置，一端與替代樣制備裝置連通的第四輸送管，與第四輸送管另一端連通并用于對物料進行混合的混料罐，入口端與混料罐出口端連通的泵，與泵連接并用于控制帶動泵運行的電機轉速的變頻器，一端與泵出口端連通的第一輸送管，入口與第一輸送管另一端連通、且具有多個取樣口的水合物原位分離器，一端與水合物原位分離器溢流口連通、另一端與混料罐進料端連通的第二輸送管，一端與水合物原位分離器底流口連通、另一端與混料罐進料端連通的第三輸送管，多個安裝在第一輸送管、第二輸送管和第三輸送管上并用于實時監測壓力和流量的傳感器組件，用于對水合物原位分離器各個取樣口樣品進行分析的樣品處理裝置，以及用于顯示傳感器組件信息并對樣品處理裝置進行數據分析的數據采集處理器。
3、進一步地，所述第一輸送管沿流體運行方向安裝有第一單向閥、第一流量計和第一壓力傳感器，以及開設在第一輸送管末端并用于取樣的入口取樣處。
4、進一步地，所述第二輸送管沿流體運行方向安裝有第二壓力傳感器、第二單向閥和第二流量計，以及開設在第二輸送管位于溢流口端并用于取樣的溢流口取樣處。
5、進一步地，所述第三輸送管沿流體運行方向安裝有第三壓力傳感器和第三單向閥，以及開設在第三輸送管位于底流口端并用于取樣的底流口取樣處，其中，第一流量計、第二流量計為相同流量計，第一壓力傳感器、第二壓力傳感器和第三壓力傳感器為相同壓力傳感器，并且流量計和壓力傳感器構成了傳感器組件。
6、具體地，所述第四輸送管上還設有第四單向閥，其中，第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥和第四單向閥為相同單向閥。
7、水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置的測試方法，包括以下步驟：
8、(s1)常溫常壓下通過替代樣制備裝置制備滿足試驗要求的替代物；
9、(s2)通過混料罐將替代物混合均勻后，通過變頻器控制泵的輸出壓力與流量速度將樣品送入水合物原位分離器，并在入口取樣處進行取樣；
10、(s3)通過水合物原位分離器對替代物進行分離，并在溢流口和底流口分別進行取樣；
11、(s4)通過樣品處理裝置對取出的樣品進行處理；
12、(s5)通過數據采集處理器對壓力、流量及樣品進行分析；
13、(s6)調整變頻器從而調整泵排量，重復步驟(s2)～(s6)。
14、具體地，所述步驟(s1)中試樣要求滿足密度相似、粒徑相似。
15、具體地，所述步驟(s4)中通過樣品處理裝置對取出的樣品進行烘干、分選、稱重處理。
16、與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：
17、(1)從物性相似出發，提出了常溫常壓下的水合物原位分離除砂器性能測試裝置及方法，簡化了性能測試步驟和裝備，降低了測試難度，提高了測試效率，有效的克服了現有保溫保壓性能測試實驗難度大且成本高的問題，提高了水合物開采效率；
18、(2)本專利技術的實驗裝置中配置配料、取樣、監測等的閉環回路，讓物料循環使用，取樣方便，有效的提高了物料和裝置的利用效率，同時降低了整個實驗系統的能耗。
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1.水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置，其特征在于，包括替代樣制備裝置(1)，一端與替代樣制備裝置(1)連通的第四輸送管(22)，與第四輸送管(22)另一端連通并用于對物料進行混合的混料罐(2)，入口端與混料罐(2)出口端連通的泵(3)，與泵(3)連接并用于帶動泵運行的電機轉速的變頻器(4)，一端與泵(3)出口端連通的第一輸送管(5)，入口與第一輸送管(5)另一端連通、且具有多個取樣口的水合物原位分離器(6)，一端與水合物原位分離器(6)溢流口連通、另一端與混料罐(2)進料端連通的第二輸送管(7)，一端與水合物原位分離器(6)底流口連通、另一端與混料罐(2)進料端連通的第三輸送管(8)，多個安裝在第一輸送管(5)、第二輸送管(7)和第三輸送管(8)上并用于實時監測壓力和流量的傳感器組件，用于對水合物原位分離器(6)各個取樣口樣品進行分析的樣品處理裝置(9)，以及用于顯示傳感器組件信息并對樣品處理裝置(9)進行數據分析的數據采集處理器(10)。
2.根據權利要求1所述的水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置，其特征在于，所述第一輸送管(5)沿流體運行方向安裝有第
3.根據權利要求2所述的水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置，其特征在于，所述第二輸送管(7)沿流體運行方向安裝有第二壓力傳感器(15)、第二單向閥(16)和第二流量計(17)，以及開設在第二輸送管(6)位于溢流口端并用于取樣的溢流口取樣處(18)。
4.根據權利要求3所述的水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置，其特征在于，所述第三輸送管(8)沿流體運行方向安裝有第三壓力傳感器(19)和第三單向閥(20)，以及開設在第三輸送管(7)位于底流口端并用于取樣的底流口取樣處(21)，其中，第一流量計(12)、第二流量計(17)為相同流量計，第一壓力傳感器(13)、第二壓力傳感器(15)和第三壓力傳感器(19)為相同壓力傳感器，并且流量計和壓力傳感器構成了傳感器組件。
5.根據權利要求4所述的水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置，其特征在于，所述第四輸送管(22)上還設有第四單向閥(23)，其中，第一單向閥(11)、第二單向閥(16)、第三單向閥(20)和第四單向閥(23)為相同單向閥。
6.根據權利要求1～5任一所述的水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置的方法，其特征在于，所述步驟(S1)中試樣要求滿足密度相似、粒徑相似。
8.根據權利要求7所述的水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置的方法，其特征在于，所述步驟(S4)中通過樣品處理裝置對取出的樣品進行烘干、分選、稱重處理。
...【技術特征摘要】
1.水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置，其特征在于，包括替代樣制備裝置(1)，一端與替代樣制備裝置(1)連通的第四輸送管(22)，與第四輸送管(22)另一端連通并用于對物料進行混合的混料罐(2)，入口端與混料罐(2)出口端連通的泵(3)，與泵(3)連接并用于帶動泵運行的電機轉速的變頻器(4)，一端與泵(3)出口端連通的第一輸送管(5)，入口與第一輸送管(5)另一端連通、且具有多個取樣口的水合物原位分離器(6)，一端與水合物原位分離器(6)溢流口連通、另一端與混料罐(2)進料端連通的第二輸送管(7)，一端與水合物原位分離器(6)底流口連通、另一端與混料罐(2)進料端連通的第三輸送管(8)，多個安裝在第一輸送管(5)、第二輸送管(7)和第三輸送管(8)上并用于實時監測壓力和流量的傳感器組件，用于對水合物原位分離器(6)各個取樣口樣品進行分析的樣品處理裝置(9)，以及用于顯示傳感器組件信息并對樣品處理裝置(9)進行數據分析的數據采集處理器(10)。
2.根據權利要求1所述的水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置，其特征在于，所述第一輸送管(5)沿流體運行方向安裝有第一單向閥(11)、第一流量計(12)和第一壓力傳感器(13)，以及開設在第一輸送管(4)末端并用于取樣的入口取樣處(14)。
3.根據權利要求2所述的水合物原位分離除砂器常溫常壓性能測試裝置，其特征在于，所述第二輸送管(7)沿流體運行方向安裝有...
【專利技術屬性】
技術研發人員：邱順佐，張辛洳，楊燕，謝曉永，唐玉秋，蔣婷婷，
申請(專利權)人：宜賓學院，
類型：發明
國別省市：
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