(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211003047.4 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 南方海洋科学与工程广东省实验室 （广州） 地址 510000 广东省广州市南沙区南沙街 资讯科技园海 滨路1119号 申请人 广州海洋地质调查局 (72)发明人 岑学齐　梁金强　赖洪飞　匡增桂　 (74)专利代理 机构 广州君咨知识产权代理有限 公司 44437 专利代理师 谭启斌 (51)Int.Cl. G01N 15/04(2006.01) G01N 21/84(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 一种水合物流动下沉积特性的模拟装置 (57)摘要 本发明公开一种水合物流动下沉积特性的 模拟装置， 包括水合物生成系统、 管流循环系统 和管内监测系统， 水合物生 成系统用于生成水合 物， 并向管流循环系统输送水合物， 管流循环系 统用于水合物形成循环流动， 管内监测系统安装 于管流循环系统内部， 并沿着水合物 流动方向观 测并记录 水合物浆流下的沉积特性。 本发明能够 对不同倾斜角度下的水合物在管壁上四周的沉 积速率和厚度能够提供更为准确的数据记录， 为 定量观测沉积速率提供观测数据基础， 同时， 本 发明可实现水合物浆流循环流动下的沉积特性 观测， 且整个装置简单、 成本低廉， 易于推广使 用。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115420660 A 2022.12.02 CN 115420660 A 1.一种水合物流动下沉积特性的模拟装置， 其特征在于， 包括水合物生成系统、 管流循 环系统和管内监测系统， 水合物生成系统用于生成水合物， 并向管流循环系统输送水合物， 管流循环系统用于 水合物形成循环流动， 管内监测系统安装于管流循环系统内部， 并沿着水合物流动方向观测并记录水合物浆 流下的沉积特性， 沉积特性包括水合物浆流特征及管壁四周水合物二次生成的厚度及分布 特征。 2.根据权利要求1所述的水合物流动下沉积特性的模拟装置， 其特征在于， 水合物生成 系统包括第一气瓶、 阀门、 气体流量计、 气体增压泵和磁力搅拌釜， 第一气瓶通过管道与磁 力搅拌釜连通连接， 在第一气瓶与磁力搅 拌釜连通连接的管道上分别设置有阀门和气 体增 压泵， 阀门与气体增压泵并联设置， 使得第一气瓶通过阀门所在的子管道直接 向磁力搅拌 器供气， 或者通过气体增压泵经过增压后向磁力搅拌器供气， 气体流量计安装于第一气瓶 与并联的阀门、 气体增压泵之间的管道上， 磁力搅拌器用于将接 收到的气体和水进行搅拌 后生成天然气水合物， 第一气瓶存 储形成天然气水合物所需的气体。 3.根据权利要求2所述的水合物流动下沉积特性的模拟装置， 其特征在于， 水合物生成 系统还包括温度传感器和压力传感器， 温度传感器用于测 量磁力搅拌器内的温度， 压力传 感器用于测量磁力搅拌器内的压力， 温度传感器和压力传感器位于磁力搅拌器的内部 。 4.根据权利要求3所述的水合物流动下沉积特性的模拟装置， 其特征在于， 温度传感器 和压力传感器均 与控制终端连接， 以将所测量的数据上传给控制终端。 5.根据权利要求1或2所述的水合物流动下沉积特性的模拟装置， 其特征在于， 管流循 环系统包括注水泵、 磁力循环泵、 液体流量计、 在线 粒度分析仪、 气液分离器、 第一观测管道 组件和第二观测管道组件， 第一观测管道组件和 第二观测管道组件均包括水平管、 水浴箱、 连接软管、 三通连接管和倾斜管， 水平管 的一端通过连接管软与三通连接管 的第一连通端 连通连接， 三通连接管 的第二连通端与倾斜管连通连接， 三通连接管 的第三连通端与环行 回路结构的透明观察管连通连接， 透明观察管至少有一部 分位于倾斜管内且沿倾斜管的轴 向延伸设置， 位于倾 斜管内所在部分的透明观察管记为横向透明观察管， 第一观测管道 组件的水平管一端与气液分离器的输出端连通连接， 且在水平管与气液 分离器的连通管道上安装有阀门， 第二观测管道组件的水平管的一端与在线 粒度分析仪的 一端连通连接， 且在水平管与在线粒度分析仪的连通管道上安装有阀门， 第一观测管道组 件的倾斜管和 第二观测组件的倾斜管连通连接， 从而将第一观测管道组件和 第二观测管道 组件连接在一 起， 在线粒度分析仪与 液体流量计的一端连通连接， 液体流量计的另一端与注水泵的输出 端连通连接， 且液体流量计和注水泵的共同连接端通过阀门与磁力搅拌器连通连接， 气液 分离器的输入端通过磁力循环泵与液体流量计和注水泵的共同连接端连通连接， 从而使得 气液分离器也与磁力搅拌器连通连接 。 6.根据权利要求5所述的水合物流动下沉积特性的模拟装置， 其特征在于， 第 一观测管 道组件的倾 斜管和第二观测组件的倾 斜管通过U型 管连通连接 。 7.根据权利要求5所述的水合物流动下沉积特性的模拟装置， 其特征在于， 磁力 循环泵 上并联有一个阀门， 以使得气液分离器的输入端 可通过磁力循环泵或者直接通过该阀门所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115420660 A 2在的管道与磁力搅拌器连通连接 。 8.根据权利要求5所述的水合物流动下沉积特性的模拟装置， 其特征在于， 气液分离器 的另一个输出端还与第二气瓶连通连接， 且在气液分离器与第二气瓶的连通管道上还安装 有若干阀门。 9.根据权利要求5所述的水合物流动下沉积特性的模拟装置， 其特征在于， 液体流量计 与注水泵连接的管道上还连通连接有第三气瓶， 从而使得第三气瓶也与磁力搅拌器连通连 接。 10.根据权利要求1所述的水合物流动下沉积特性的模拟装置， 其特征在于， 管内监测 系统包括刮冰器、 可旋转摄像头和控制及数据读取一体组件， 刮冰器和可旋转摄像头均套 设透明观察管的横向透明观察管上， 且刮冰器和可旋转摄像头均可沿着横向透明观察管的 轴向滑动， 从而使得刮冰器和可旋转摄像头可沿着倾斜管 的内壁滑动， 刮冰器用于将附着 在倾斜管内壁上的水合物或其他沉积物刮除， 可旋转摄像还可以环绕横向观察管的周面旋 转， 以使得可旋转摄像头能够对倾斜管的各个内壁不同位置进行拍摄， 实现360 °拍摄到倾 斜管内部不同位置， 控制及数据读取一体组件安装在位于倾斜管外部的透 明观察管的部分上， 控制及数据 读取一体组件与可旋转摄像头连接， 控制及数据读取一体组件用于启闭可旋转摄像头和获 取可旋转摄像头所拍摄的视频记录， 并通过开启安装在可旋转摄像头上的驱动装置来驱动 可旋转摄 像头进行滑动。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115420660 A 3