[發明專利]評價鉆井液對水合物形成和分解抑制能力的方法及裝置

無效

• 申請號: 200910061604.6
• 申請日: 2009-04-14
• 公開（公告）號: CN101532936A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 寧伏龍;張凌;蔣國盛;涂運中;張昊;劉天樂;范勇;曹函
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01N7/18
• 分類號: G01N7/18;C10L3/10;E21B21/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 王守仁

1.一種評價鉆井液對水合物形成和分解抑制能力的裝置，其特征在于包括提供水與天然氣進行反應的高壓反應釜(2)，提供反應所需溫度環境的可編程的高低溫實驗箱(1)，以及壓力控制系統、顯微攝像裝置、數據采集控制系統(12)，其中：高壓反應釜放置于高低溫實驗箱中；高壓反應釜通過其上部和下部的高壓管線與高壓控制臺(13)相連；壓力控制系統由真空泵(11)、高壓控制臺(13)、空壓機(14)和增壓泵(15)組成，空壓機引出兩根管線分別與高壓控制臺和增壓泵連接，分別為高壓控制臺和增壓泵提供驅動氣源，增壓泵與高壓控制臺之間通過高壓軟管相連，真空泵通過高壓軟管與反應釜蓋相連；而數據采集控制系統通過數據采集信號線與安裝于高壓反應釜底部的溫度和壓力傳感器相連，高壓反應釜中放有待測鉆井液(4)；顯微攝像裝置放在高低溫實驗箱外部的伸入到工作室內的觀察筒(21)中，并抵近觀察筒的前端帶防霧透明玻璃進行觀察。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征是高壓反應釜(2)主要由反應釜體、反應釜蓋、卡箍、觀察窗口的端蓋、溫度傳感器(3)和壓力傳感器(5)組成，其中：卡箍從外部將反應釜體和反應釜蓋箍住，并利用螺栓通過其兩端的無螺紋光孔鎖緊；所述溫度和壓力傳感器通過螺紋連接安裝于反應釜體的底部；所述端蓋通過螺栓固定在反應釜體上；反應釜體底部連接一根高壓軟管，反應釜蓋上連接有兩根高壓軟管。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征是高低溫實驗箱(1)的結構包括：該實驗箱工作室的頂部設計為方便開啟的頂蓋，頂蓋中心位置開孔且配有絕熱孔蓋；工作室正面開4個測試孔，4個測試孔在一條直線上，其中1個測試孔的孔徑為15cm，該孔中心線對準高壓反應釜(2)的透明觀察窗口的中心，該孔上裝有可沿孔軸線伸縮的前端用加熱防霧透明玻璃密封的觀察筒；另外3個測試孔規格一樣，孔徑5cm，其中2個孔用于走與反應釜相連的高壓軟管，第3個孔走與傳感器相連的信號線。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征是數據采集控制系統由信號變送器、多功能數據采集卡、視頻采集卡、8路繼電器以及電腦及其上運行的采集軟件組成，其中：信號變送器與溫度和壓力傳感器之間通過信號線相連，信號變送器通過數據線與多功能數據采集卡相連；8路繼電器輸入端通過數據線與多功能數據采集卡相連，輸出端通過導線與高壓控制臺上的電磁閥相連；多功能數據采集卡和視頻采集卡安裝在電腦主板上，電腦主機上裝有數據采集軟件。

5.根據權利要求1所述的裝置，其特征是顯微攝像裝置由OPTEM公司的ZOOM?70XL光學變焦系統和Pixera公司120萬像素的數字CCD成像系統組成，兩者通過固定接口相連，光學變焦系統放大倍數取10倍，顯微攝像裝置通過數據線與視頻采集卡相連。

6.一種利用權利要求1至5中任一權利要求所述裝置實現測試和評價鉆井液抑制水合物形成和分解能力的方法，其特征是采用以下方法：

a.水合物形成抑制實驗的方法：

將鉆井液和所需氣體送入高壓反應釜(2)中，調節該反應釜內壓力和溫度至設定值以?模擬地層條件，并維持一段時間；測試時待測鉆井液(4)處于該反應釜底部，與氣體直接接觸，

實時采集反應釜內部溫度和壓力數據，通過溫度、壓力以及反應釜內顯微觀察圖像隨時間的變化情況來判斷待測鉆井液(4)抑制水合物形成的能力；

b.水合物分解抑制實驗的方法：

預先在高壓反應釜(2)內部用容器放置好待測鉆井液(4)，并在該反應釜底部放置模擬地層的沙子，而后將水和氣體送入反應釜中，調節反應釜內壓力和溫度至設定值以模擬地層條件，并維持一段時間；當生成水合物時，將反應釜傾斜使容器中鉆井液與反應釜底部含有水合物的沙子混合，隨后將反應釜溫度升高到設定溫度，使先前形成的水合物逐步分解，實時采集反應釜內部溫度和壓力數據，通過觀察某一升溫時間內反應釜壓力增加的大小來判斷此種鉆井液抑制水合物分解的能力。