SHW-1型天然ガスハイドレート採掘シミュレーション装置

一、実験の目的と意義

天然ガスハイドレート採掘シミュレーション装置は、実験室でハイドレート埋蔵過程をシミュレーションし、重点的に天然ガスハイドレート埋蔵の通常の採掘方法、例えば注熱、降圧過程の物理シミュレーション、採掘メカニズムを研究し、経済的に有効な採掘方法を探索することができる：注熱採掘、降圧採掘、注抑制剤採掘などの異なるハイドレート採掘方法の総合的利益を評価することによって、多方法共同開発時、異なる採掘方法間の交代タイミングを確定する。水和物採掘過程におけるガス、液の沈殿物中の伝達規則、温度場の空間分布、水和物分解最前線の推進速度、水和物の分解メカニズムなどの重大な学術問題を解決する：異なる水和物採掘方法の総合効果を評価する。

二、実験システムの基本構造組成

実験システムは以下を含む7主な機能モジュール：（1）定圧給液モジュール、（2）定圧給気モジュール、（3）環境シミュレーションモジュール、（4）戻し圧制御モジュール、（5）測定モジュール、（6）データ収集モジュールなど、

システム中の高圧モデルはコア素子であり、恒温室内に置かれている。また、定圧給気モジュールからモデル内にガスを注入して、ガスを補充したり、システム圧力を維持したりする。定圧給液モジュールはモデル内に液体を注入し、水と各種溶液を含み、正確に定量的に注入することができ、そして溶液を加熱する機能を持ち、水和物の採掘実験を行う際、復圧制御モジュールを利用してモデル出口圧力の制御を行い、圧力の制御は降圧、注熱などの採掘実験において非常に重要である。採掘実験で発生したガスと液体は気液分離器で分離し、それぞれ計量する。

三、主な技術指標

1. 動作圧力：0~16MPA、測定精度：0.01MPA
2. 動作温度：-10~150℃、制御精度：±1℃
3. 液体流量：0~20ml/min、精度:0.01ml
4. ガス流量：0~500ml/min,精度：0.1ml
5. 電源：AC380V,50HZ
6. 電力：6KW

四、構成システムの各部品の技術指標

この装置は主に海底天然ガス水和物の生成及び採掘過程を模擬研究するために用いられ、主に以下の部品から構成される。

1. 給液システム

供給液は主に1台の平流ポンプで完成し、北京衛星工場の平流ポンプを選択し、このポンプの流量範囲0.01~20ml/min,あつりょくはんい0~20MPA。

ポンプにはコンピュータ通信インタフェースがあり、コンピュータによって動作を制御することができ、手動で操作することもできます。

1. ちょすいシステム

から3のみZR-3タイプ1000ml/20MPAピストン容器組成。

置換媒体を格納し、置換中に圧力緩衝機能を果たすために使用されます。

1. 液体注入量の測定

平流ポンプによる計量

平流ポンプの注入瞬時流を設定し、コンピュータに注入時間を記録し、異なる時刻の累積注入量を計算する。

1. げんあつべん

選択TESCOM会社の製品、型番44-1812-24、輸入圧力6000psi、出口圧力0~2500psi調整可能。

1. ちゅうにゅうガスりょうけいりょう

高圧ガス質量流量計を用いて計量する

流量計型式：D07-12M/ZM,瞬時流量レンジ：500/min

りゅうりょうせきさんけい モデル：D08-8M/ZM

注入量はコンピュータにより即時収集保存される。

1. よねつき

注入流体の加熱に用いられ、注入流体の温度を自動的に制御する。

温度制御範囲：室温~150℃、制御精度±1℃。

1. しけんもけいかん

内有効寸法φ38×500mm、耐圧20MPA、パイプセンターには4温度勾配を正確に測定するための温度測定装置。

1. 高低温恒温タンク

キャビティサイズ：長さ700×高さ450×深さ450mm、温度制御範囲-10~100℃、温度変動：±1℃、恒温試験箱にはホイールが付いており、移動が容易である。

試験模型管は、恒温箱内に取り付けられている。

1. あつりょくけいりょう

入口、出口圧力をそれぞれ計量し、入口、出口圧力はすべて高精度圧力センサーを用いて計量し、レンジ25MPA,精度：0.1％F·S。

1. おんどけいりょう

このPT100測温プローブは試験管内に挿入され、プローブと流体接触口を保証し、温度データはコンピュータによって即時に収集保存される。

1. バックプレッシャー制御システム

出口圧力を制御するために用いられ、上部負荷式戻し制御器を採用し、耐圧25MPA，制御精度±0.05MPA、設定圧力は精密圧力計によって表示される。

1. 輸出計量

出口ガスはガス流量計によって計量され、出口液体は電子天秤によって計量され、データはコンピュータによって収集保存される。

ガス質量流量計の距離：3000sccm

天秤距離：2200g、精度0.01g

1. データ収集システム

コンピュータ、プリンタ、収集制御ボードカード、収集制御回路及びデータ収集処理ソフトウェアなどが含まれる。

適時収集：注入液量、注入気量、圧力、圧力差、温度、産出気量、産出液量変化。

ソフトウェアwindows7環境下での運用VBプログラミング、機器のワークフローはインタフェースに表示され、人間と機械の会話を実験でき、操作が簡単で便利である。

1. セキュリティアラームシステム

装置は超温、超圧安全警報システムを設計し、システムが過熱、過圧になると自動的に警報し、電源を切る。