一种记忆效应影响下水合物生成实验装置的制作方法

1.本发明涉及一种气体水合物生成模拟实验装置，具体涉及一种记忆效应影响下水合物生成时间预测的实验装置和方法。


背景技术：

2.气体水合物在出现可视结晶前，需要进行成核准备，准备过程中无法通过肉眼观察到体系特性变化，这种现象叫做诱导现象，并将准备时间称为诱导时间。在具有水合物生成历史水相中再次生成水合物，水合物生成诱导期明显缩短，这种现象即为水合物生成记忆效应，且具有二次生成历史的水合物比具有一次生成历史的水合物诱导期更短。目前有关于记忆效应的实验测量，通常采用的方法是先进行一次水合物生成实验，然后升温使水合物分解，再保持与前次实验工况相同的条件下进行第二次水合物生成实验。因此，如只需分析记忆效应对水合物生成的影响时，测得一组数据需要进行两次实验，特别是对含油体系水合物生成实验而言，因为涉及到油气水三相实验介质掺混，需要先进行一次水合物生成实验后才可以在第二次实验中分析水合物生成记忆效应，因此实验量较大，且在无水合物生成历史的水相中生成水合物所需时间较长，即第一次水合物生成实验的实验时间在整个实验中占较大比例。由此，需要设计一种记忆效应影响下水合物生成实验装置以减少实验次数，减少实验时间，提升实验效率。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本发明提供了一种记忆效应影响下水合物生成实验装置和方法，以减少实验次数，提升实验效率。
4.本发明所采用的技术方案是：
5.一种记忆效应影响下水合物生成实验装置，包括高压反应釜(1)、供气系统(2)、供液系统(3)、储水装置(4)、储油装置(5)、储气装置(6)、三相分离器(7)、离心泵(8)、第一球阀(9)、第二球阀(10)、第三球阀(11)、第四球阀(12)、第五球阀(13)、第六球阀(14)、第一温度变送器(15)、第二温度变送器(16)、压力变送器(17)、温控系统(18)、磁力搅拌器(19)、流量计(20)、真空泵(21)、安全阀(22)、温压采集系统(23)、计算机(24)、第七球阀(25)、第八球阀(26)、第九球阀(27)。
6.其中，供气系统(2)、供液系统(3)分别将实验气体及液体注入高压反应釜(1)，温控系统(18)用于控制高压反应釜(1)内实验介质温度。
7.其中，高压反应釜(1)设有可视窗。
8.其中，安全阀(22)与高压反应釜(1)相连，用以控制高压反应釜(1)内压力，确保实验安全进行。本发明的优点是，一种记忆效应影响下水合物生成实验装置可以制备记忆效应实验所需具有反应历史的水并储存在储液装置(4)中，再将储液装置(4)中的水泵送到供液系统(3)，通过上述手段，将实验流程改进为先制备具有一次水合物生成历史的水相，再控制变量进行实验即可测量水合物生成记忆效应影响下的诱导时间，如进行含蜡油气体系
在具有一次和二次水合物生成历史的记忆效应影响下不同蜡含量对水合物生成影响实验中，本装置可将15(5+5+5)组实验减少为11(1+5+5)组实验，有效减少了实验次数。
附图说明
9.图1是一种记忆效应影响下水合物生成实验装置的结构示意图。
10.图中，1-高压反应釜、2-供气系统、3-供液系统、4-储水装置、5-储油装置、6-储气装置、7-三相分离器、8-离心泵、9-第一球阀、10-第二球阀、11-第三球阀、12-第四球阀、13-第五球阀、14-第六球阀、15-第一温度变送器、16-第二温度变送器、17-压力变送器、18-温控系统、19-磁力搅拌器、20-流量计、21-真空泵、22-安全阀、23-温压采集系统、24-计算机、25-第七球阀、26-第八球阀、27-第九球阀。
具体实施方式
11.图1所示为一种记忆效应影响下水合物生成实验装置的结构示意图，以含蜡油气体系在具有一次和二次水合物生成历史的记忆效应影响下不同蜡含量对水合物生成影响实验为例，其工作过程为：
12.1.具有一次水合物生成历史的水相制备：实验开始前将温控系统(18)设置为实验所需温度。开启第五球阀(13)，开启真空泵(21)，当高压反应釜(1)内压力达到-0.08mpa时，关闭真空泵(21)和第五球阀(13)。开启第二球阀(10)，通过供液系统(3)向高压反应釜(1)内注入去离子水，注入完成后关闭第二球阀(10)。待高压反应釜(1)内去离子水温度达到实验温度后，开启第一球阀(9)，通过供气系统(2)将实验所需甲烷气体注入高压反应釜(1)中，当高压反应釜(1)内压力达到实验压力时，关闭第一球阀(9)，开启磁力搅拌器(19)。观察体系温度突升或压力突降，并可通过高压反应釜(1)的可视窗观察到有大量水合物生成，将此时刻视为水合物诱导期结束时刻，关闭磁力搅拌器(19)。设置温控系统(18)控温温度至60℃并静置观察到水合物完全分解后，开启第六球阀(14)将高压反应釜(1)内气液放入三相分离器(7)进行气水分离，开启第三球阀(11)和第七球阀(25)，将甲烷回收到储气装置(6)，将水回收到储水装置(4)。清洗高压反应釜(1)，实验用水制备完成。
13.2.具有一次和二次水合物生成历史的记忆效应影响下不同蜡含量对水合物生成影响实验：实验开始前将温控系统(18)设置为实验所需温度。开启第五球阀(13)，开启真空泵(21)，当高压反应釜(1)内压力达到-0.08mpa时，关闭真空泵(21)和第五球阀(13)。开启第八球阀(26)后开启离心泵(8)，稍憋压后再开启第九球阀(27)将储水装置(4)中部分水按需求量注入到供液系统(3)中，并将含蜡量为3％的白油注入到供液系统(3)中，开启第二球阀(10)，通过供液系统(3)向高压反应釜(1)内注入实验液体，注入完成后关闭第二球阀(10)，待高压反应釜(1)内实验液体温度达到实验温度后，开启第一球阀(9)，通过供气系统(2)将实验所需甲烷气体注入高压反应釜(1)中，当高压反应釜(1)内压力达到实验压力时，关闭第一球阀(9)，开启磁力搅拌器(19)。温压采集系统(23)对高压反应釜(1)内的温度和压力实时采集并储存到计算机(24)，观察体系温度突升或压力突降，并可通过高压反应釜(1)的可视窗观察到有大量水合物生成，将此时刻视为水合物诱导期结束时刻，关闭磁力搅拌器(19)。设置温控系统(18)控温至60℃并静置观察到水合物完全分解后，将温控系统(18)设置为实验所需温度，到达实验温度后开启磁力搅拌器(19)。观察体系温度突升或压
力突降，并可通过高压反应釜(1)的可视窗观察到有大量水合物生成，将此时刻视为水合物诱导期结束时刻，关闭磁力搅拌器(19)。设置温控系统(18)控温至60℃并静置观察到水合物完全分解后，将高压反应釜(1)内实验介质放入三相分离器(7)中。
14.3.将白油含蜡量分别改变为6％、9％、12％、15％，重复步骤2实验。实验完成后开启第三球阀(11)、第四球阀(12)、第七球阀(25)，将实验介质三相分离后回收至储水装置(4)、储油装置(5)、储气装置(6)并清洗高压反应釜(1)，完成实验。