本實(shí)用新型涉及反應(yīng)釜領(lǐng)域，尤其涉及一種天然氣水合物出砂防砂反應(yīng)釜。

背景技術(shù)：

眾所周知，天然氣水合物作為潛在的新能源在全世界受到高度重視，基于水合物應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)也受到越來越多的關(guān)注。氣體水合物是小分子氣體（N₂、CO₂、CH₄、C₂H₆、C₃H₈等）和水在一定的溫度和壓力條件下生成的一種晶體。目前國外已就多種水合物應(yīng)用技術(shù)在石油、化工和環(huán)境保護(hù)等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室研究和工業(yè)化開發(fā)。水合物應(yīng)用技術(shù)在我國的發(fā)展還是剛剛起步，大部分的實(shí)驗(yàn)研究還處于水合物相平衡和動力學(xué)的基礎(chǔ)理論上階段，其中，反應(yīng)容器是水合物各種試驗(yàn)研究的核心裝置，然而目前的研究重點(diǎn)往往側(cè)重于實(shí)驗(yàn)工藝及方法，對于水合物反應(yīng)容器開采模擬關(guān)注甚少。

隨著水合物應(yīng)用技術(shù)的日益發(fā)展，這種矛盾越來越突出，為了模擬不同地下砂層中再天然氣水合物開采時(shí)，砂層溢出防砂網(wǎng)的情況，尤其在天然氣水合物開采模擬測試及水合物氣體分離等實(shí)驗(yàn)上，模擬地層天然氣水合物開采的反應(yīng)釜呈現(xiàn)出功能單一、實(shí)驗(yàn)周期長、造價(jià)昂貴等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種天然氣水合物出砂防砂反應(yīng)釜，更加明顯的反應(yīng)出天然氣水合物在開采的過程中，砂層溢出防砂網(wǎng)的情況，結(jié)構(gòu)簡單，試驗(yàn)周期短。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種天然氣水合物出砂防砂反應(yīng)釜，其創(chuàng)新點(diǎn)在于：包括反應(yīng)釜筒體、冷卻盤管、防砂網(wǎng)、砂層、釜蓋和覆壓活塞；

所述反應(yīng)釜筒體呈一端開口一端封閉的圓筒狀結(jié)構(gòu)，反應(yīng)釜筒體中間開有呈圓柱狀容納砂層的容納腔，該容納腔的側(cè)壁上安裝有冷卻盤管；反應(yīng)釜的底端沿著軸線方向設(shè)置有與容納腔導(dǎo)通的出砂流道；所述容納腔的底端設(shè)置有防砂網(wǎng)定位槽；垂直于反應(yīng)釜的底端設(shè)置有出砂管，出砂管與出砂流道導(dǎo)通且出砂管通過閥門控制；所述反應(yīng)釜筒體的側(cè)壁上設(shè)置有接通砂層的進(jìn)液口；

所述防砂網(wǎng)包括外層防砂網(wǎng)和內(nèi)層防砂網(wǎng)，所述內(nèi)層防砂網(wǎng)呈中空的圓柱狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)層防砂網(wǎng)置于反應(yīng)釜筒體底端的防砂網(wǎng)定位槽中，所述外層防砂網(wǎng)呈環(huán)形狀緊貼在冷卻盤管上，內(nèi)層防砂網(wǎng)與外層紡紗網(wǎng)之間為容納砂層的容納腔，砂層置于內(nèi)層防砂網(wǎng)與外層防砂網(wǎng)之間；

所述釜蓋呈階梯軸狀且邊緣上開有螺釘孔，釜蓋通過螺釘與反應(yīng)釜筒體的開口端相連使筒體封閉；釜蓋的中心沿著軸線方向開有覆壓活塞安裝孔；釜蓋內(nèi)部設(shè)置開有容納覆壓活塞的空腔，釜蓋上還設(shè)置有覆壓口，通過覆壓口加壓驅(qū)動覆壓活塞沿著釜蓋容納覆壓活塞的空腔移動；

所述覆壓活塞的一端穿過釜蓋上的覆壓活塞安裝孔，覆壓活塞置于釜蓋容納覆壓活塞的空腔中，覆壓活塞的底端置于砂層的上方通過覆壓活塞給砂層施加壓力；覆壓活塞的底端中間開有容納內(nèi)層紡紗網(wǎng)的圓柱孔，覆壓活塞沿著軸線方向開有進(jìn)氣管。

進(jìn)一步的，所述反應(yīng)釜筒體的底端設(shè)置有若干個(gè)測溫探頭口。

進(jìn)一步的，所述反應(yīng)釜筒體的外壁上還環(huán)繞設(shè)置有水夾套。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：

1）通過緩慢打開出砂管的控制閥門，釋放腔體中的壓力，天然氣氣體從砂層中析出會帶出砂層中的砂子，根據(jù)天然氣析出時(shí)帶出的砂子的量來模擬現(xiàn)實(shí)開需要采用采用何種孔隙直徑的防砂網(wǎng)，便于根據(jù)不同的巖層的中需要采用何種防砂網(wǎng)來減少砂子的析出滿足開采的需求；

2）反應(yīng)釜筒體的底端設(shè)置有若干個(gè)測溫探頭口，可以隨時(shí)監(jiān)測砂層中的溫度，了解天然氣水合物在各個(gè)階段的溫度狀況；

3）反應(yīng)釜筒體的外壁上還環(huán)繞設(shè)置有水夾套，通過水夾套注入冷凍水對反應(yīng)釜形成一道保溫層，防止砂層的溫度波動巨大，對測試數(shù)據(jù)造成影響。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為天然氣水合物出砂防砂反應(yīng)釜剖視圖。

圖2為天然氣水合物出砂防砂反應(yīng)釜的反應(yīng)釜筒體剖視圖。

圖3為天然氣水合物出砂防砂反應(yīng)釜的釜蓋剖視圖。

圖4為天然氣水合物出砂防砂反應(yīng)釜的覆壓活塞剖視圖。

如圖1至圖4所示：1、反應(yīng)釜筒體；11、容納腔；12、出砂流道；13、防砂網(wǎng)定位槽；14、出砂管；15、進(jìn)液口；16、測溫探頭口；2、冷卻盤管；3、防砂網(wǎng)；31、外層防砂網(wǎng)；32、內(nèi)層防砂網(wǎng)；4、砂層；5、釜蓋；51、覆壓活塞安裝孔；52、空腔；53、覆壓口；6、覆壓活塞；61、圓柱孔；62、進(jìn)氣管；7、水夾套。

具體實(shí)施方式

下面的實(shí)施例可以使本專業(yè)的技術(shù)人員更全面地理解本實(shí)用新型，但并不因此將本實(shí)用新型限制在所述的實(shí)施例范圍之中。

如圖1至圖4所示的一種天然氣水合物出砂防砂反應(yīng)釜，包括反應(yīng)釜筒體1、冷卻盤管2、防砂網(wǎng)3、砂層4、釜蓋5和覆壓活塞6。

反應(yīng)釜筒體1呈一端開口一端封閉的圓筒狀結(jié)構(gòu)，反應(yīng)釜筒體1中間開有呈圓柱狀容納砂層4的容納腔11，該容納腔11的側(cè)壁上安裝有冷卻盤管2；反應(yīng)釜1的底端沿著軸線方向設(shè)置有與容納腔11導(dǎo)通的出砂流道12；所述容納腔11的底端設(shè)置有防砂網(wǎng)定位槽13；垂直于反應(yīng)釜的底端設(shè)置有出砂管14，出砂管14與出砂流道12導(dǎo)通且出砂管14通過閥門控制；所述反應(yīng)釜筒體1的側(cè)壁上設(shè)置有接通砂層4的進(jìn)液口15。

防砂網(wǎng)3包括外層防砂網(wǎng)31和內(nèi)層防砂網(wǎng)32，所述內(nèi)層防砂網(wǎng)32呈中空的圓柱狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)層防砂網(wǎng)32置于反應(yīng)釜筒體1底端的防砂網(wǎng)定位槽13中，所述外層防砂網(wǎng)31呈環(huán)形狀緊貼在冷卻盤管2上，內(nèi)層防砂網(wǎng)32與外層紡紗網(wǎng)31之間為容納砂層的容納腔11，砂層4置于內(nèi)層防砂網(wǎng)與32外層防砂網(wǎng)31之間。

釜蓋5呈階梯軸狀且邊緣上開有螺釘孔，釜蓋5通過螺釘與反應(yīng)釜筒體1的開口端相連使筒體封閉；釜蓋5的中心沿著軸線方向開有覆壓活塞安裝孔51；釜蓋5內(nèi)部設(shè)置開有容納覆壓活塞6的空腔52，釜蓋5上還設(shè)置有覆壓口53，通過覆壓口53加壓驅(qū)動覆壓活塞6沿著釜蓋5容納覆壓活塞6的空腔52移動。

覆壓活塞6的一端穿過釜蓋5上的覆壓活塞安裝孔51，覆壓活塞6置于釜蓋6容納覆壓活塞6的空腔52中，覆壓活塞6的底端置于砂層4的上方通過覆壓活塞6給砂層4施加壓力；覆壓活塞6的底端中間開有容納內(nèi)層紡紗網(wǎng)31的圓柱孔61，覆壓活塞沿著軸線方向開有進(jìn)氣管62。

反應(yīng)釜筒體1的底端設(shè)置有若干個(gè)測溫探頭口16，可以隨時(shí)監(jiān)測砂層4中的溫度，了解天然氣水合物在各個(gè)階段的溫度狀況。

反應(yīng)釜筒體1的外壁上還環(huán)繞設(shè)置有水夾套7；通過水夾套7注入冷凍水對反應(yīng)釜形成一道保溫層，防止砂層4的溫度波動巨大，對測試數(shù)據(jù)造成影響。

該天然氣水合物出砂防砂反應(yīng)釜的工作原理是：

天然氣水合物形成階段：關(guān)閉控制出砂管的閥門，通過冷卻盤管中通入冷凍水對砂層進(jìn)行降溫，通過反應(yīng)釜筒體的側(cè)壁上設(shè)置的進(jìn)液口向砂層中通入冷凍水，通過覆壓活塞上的進(jìn)氣管向砂層中通不斷通入天然氣加壓，通過覆壓口加壓驅(qū)動覆壓活塞沿著釜蓋容納覆壓活塞的空腔移動對砂層加壓模擬天然氣水合物形成的巖層，在低溫高壓下冷凍水與天然氣混合在砂層中形成天然氣水合物。

天然氣的模擬析出：緩慢打開出砂管的控制閥門，釋放腔體中的壓力，天然氣氣體從砂層中析出會帶出砂層中的砂子，根據(jù)天然氣析出時(shí)帶出的砂子的量來模擬現(xiàn)實(shí)開需要采用采用何種孔隙直徑的防砂網(wǎng)。

本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。