广州海洋地质调查局史浩贤获国家专利权
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龙图腾网获悉广州海洋地质调查局申请的专利一种控砂介质堵塞与解堵评价装置及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115539025B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210988641.7,技术领域涉及:E21B49/00;该发明授权一种控砂介质堵塞与解堵评价装置及方法是由史浩贤;陈晓君;于彦江;钟奕昕;宋刚;欧芬兰;黎晓舟;韩泽龙设计研发完成,并于2022-08-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种控砂介质堵塞与解堵评价装置及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种控砂介质堵塞与解堵评价装置及方法,该装置包括包括三相混合驱替釜、气体储存罐、单向变量液压泵、混砂罐、多接口连接器、解堵器动力机构、沉砂罐、试验流体通道、套管、解堵器、筛管、温度测量系统、压力测量系统以及控制终端。通过装置及方法可掌握水合物开采过程堵塞规律及机理,优选适合于水合物开采的解堵工艺,将成为维持水合物长效高效开采的重要支撑手段,对促进水合物产业化进程有极其重要的意义。
本发明授权一种控砂介质堵塞与解堵评价装置及方法在权利要求书中公布了:1.一种控砂介质堵塞与解堵评价方法,所述方法基于控砂介质堵塞与解堵评价装置,其特征在于,所述控砂介质堵塞与解堵评价装置包括气液流量计、三相混合驱替釜、气体储存罐、单向变量液压泵、混砂罐、多接口连接器、解堵器动力机构、沉砂罐、试验流体通道、套管、解堵器、筛管、温度测量系统、压力测量系统以及控制终端;其中, 所述混砂罐用于混合固液物质; 所述气体储存罐和所述三相混合驱替釜相连接,以用于向三相混合驱替釜内输入气体; 所述单向变量液压泵和混砂罐相连接,以用于将混砂罐内的固液物质泵送至三相混合驱替釜; 所述三相混合驱替釜用于将固液物质和气体进行混合,并将混合后的气液固三相传送至试验流体通道中; 所述试验流体通道连接至所述套管上,所述套管开孔,以作为气液固三相的注入通道; 所述筛管设置在所述套管内;所述筛管和套管组成试验主釜体; 所述解堵器插入在所述筛管内,并在所述解堵器动力机构的驱动下在筛管内往复移动;所述解堵器和所述多接口连接器相连接,所述多接口连接器用于和不同的解堵装置相连接; 所述沉砂罐用于收集从筛管内部流出、筛管和套管环空中流出的含固相液体; 所述气液流量计用于对试验流体通道所注入的流体、气体的流量进行监测; 所述温度测量系统用于监测套管内的温度情况; 所述压力测量系统用于监测套管内的压力情况; 所述控制终端,分别和所述气液流量计、温度测量系统和压力测量系统相连接; 所述解堵装置为振荡发生器,所述振荡发生器通过活塞产生液力振荡,液力通过多接口连接器过、试验流体通道进入解堵器,并作用在筛管上,实现一种物理方式的解堵; 所述方法包括: 步骤一: 搭建试验测试评价装置、调试各分部件确保其能够正常工作; 步骤二: 步骤2.1:通过混砂罐混合计量过的固液物质,包括质量、颗粒级配,气体储存罐提供气体,进入三相混合驱替釜后充分混合,由单向变量液压泵泵入套管内,由气液流量计、压力测量系统、温度测量系统实施监测流量、温压、压力数据,传输至控制终端; 步骤2.2:开始进行造堵试验,利用单向变量液压泵持续泵入三相物质,含泥砂流体通过套管开孔进入套管和筛管之间的环空,穿过筛管后经出口排至沉沙罐,观察控制终端显示数据,由于泥砂堵塞,筛管内外渗流通道减小,套管和筛管之间的环空压力逐渐升高,最终达到缓慢增长状态时,结束泵入,造堵试验结束,在T时间内,套管和筛管之间的环空的压力达到P1; 步骤2.3:开始进行解堵试验,维持筛管内堵塞结构稳定,将振荡发射器的输出部分与解堵器连接,并通过滑动密封插入筛管内部,振荡发生器的外部发生器通过多接口连接器与解堵器连接;通过振荡发生器,产生液力振荡,振荡效应通过与解堵器连接的振荡发生器输出部分,在筛管内部产生液体的压力激动与振荡,压力激动与振荡通过液体传播至筛管,作用在筛管内部孔隙的堵塞物上,通过不断的振荡,堵塞物逐渐松散-垮塌,最终被冲散,筛管内外通道增加,套管筛管环空间的压力将逐渐降低,但堵塞的影响无法完全消除,因此,压力将降低至P2,结束解堵试验; 步骤2.4:解堵后重新堵塞试验,重复步骤2.2,进行重新的造堵试验,试验过程与步骤2.2相同,但因受到堵塞的影响,筛管的初始堵塞压力变为P2,最终堵塞稳定的时间为T1,稳定压力为P3;堵塞压力达到P1时的时间为T2; 步骤2.5:解堵效果评价,通过造堵-解堵-再造堵的试验流程,得到两次造堵情况下的筛管堵塞特征曲线;通过P1=f1t、P2=f2t解析曲线,进行解堵效果评价;解堵效果越好,则再造堵的堵塞曲线与原筛管的堵塞曲线越接近,压力差越小,则对堵塞至相同压力的时间内进行积分的结果差值也越小,设定K、K1为造堵、再造堵至相同压力的时间积分值,公式如下: 其中,筛管首次使用时,用时T达到堵塞压力P1,该过程认为筛管或挡砂介质起到了较挡砂效果,堵塞过程缓慢,对该曲线的解析方程进行时间积分,得到K,定义K为初始控砂效果值; 解堵作业实施后,筛管已经出现损耗,无法呈现首次使用时的堵塞曲线,初始会在更高的压力起点P2开始,用较短的时间T2达到相同的堵塞压力P1,对该曲线的解析方程进行时间积分,得到K1,定义K1为解堵后控砂效果值; 则定义Q为解堵效果值,其计算公式为: Q=K-K1 不同解堵方式实验过程中,均达到相同的P1压力,采用相同的方法评价解堵效果,最终通过Q值大小评价解堵效果;其中,Q值越大,解堵效果越差,Q值越小,解堵效果越好; 步骤三: 通过多组横向对比试验,分析得到不同泥质含量、不同粒径筛管堵塞机理和规律,同时也能获得不同解堵工艺的解堵效果;通过在套管和筛管之间充填砾石,也能研究砾石充填层的堵塞与解堵机制。
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