专利摘要

本发明提供了一种深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统，应用于可燃冰试采试验的调温高压水供给。该调温高压水供给系统由高压水供给器、温度调控器、高压水供给模拟试验控制系统和温度调控模拟试验控制系统组成，实施深水沉积物模拟产液调温高压水供给的作业流程，高压水供给器通过变频式动力机、水力增压泵和压力气动控制阀供给稳定和压力连续可调的高压水，温度调控器将高压水的供给温度调整至深水沉积物的模拟试验温度并供给连续稳定的调温高压水，同时保证调温水温度的稳定，高压水供给模拟试验控制系统和温度调控模拟试验控制系统分别实现远程自动控制深水沉积物模拟产液高压水和调温高压水供给作业流程并保障其流动安全。

权利要求

1.一种深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统，它主要由高压水供给器、温度调控器、高压水供给模拟试验控制系统和温度调控模拟试验控制系统组成，并远程自动供给连续稳定的调温高压水，实施可燃冰降压试采深水沉积物模拟产液调温高压水供给的作业流程，高压水供给器设置水滤器、变频式动力机和水力增压泵，温度调控器设置电换热器和高压水调温体并将高压水供给器和模拟可燃冰反应器连为一体，其特征在于：

一高压水供给器；所述高压水供给器通过变频式动力机、水力增压泵和缓冲罐进水管入口处的压力气动控制阀供给稳定和压力连续可调的高压水，水滤器由水滤壳体、水滤网和滤网隔板组成，水滤壳体采用半封闭式圆壳体且其内嵌入水滤网，水滤壳体的壳壁上设有滤器进水管和滤器出水管，滤网隔板采用盘状钢板，同时水滤网采用沿径向分层布置的柱状滤芯，水滤网的滤眼由柱面和锥面组合而成；自秤式常压水罐采用立式圆罐体，且通过水罐进水管和滤器出水管与水滤器相连并经由常压输水管汇和泵进水管与水力增压泵连为一体，自秤式常压水罐的底部设置电子天平；带压管式缓冲罐通过缓冲罐出水管与调温进水管相连并经由缓冲罐进水管和高压输水管汇与水力增压泵连为一体，带压管式缓冲罐采用卧式圆罐体且其罐壁顶部设有缓冲罐进气管；水力增压泵采用多级离心泵并将蒸馏水的压力由常压增压至高压水压力，水力增压泵的各级叶轮采用旋向相同的螺旋叶片，且各级叶轮轴集于同一泵轴上，依据高压水压力和供水量，变频式动力机自动调整其上变频器的频率；

一温度调控器；所述温度调控器将高压水的供给温度调整至模拟可燃冰反应器内深水沉积物的模拟试验温度并供给连续稳定的调温高压水，高压水调温体采用可拆卸板式换热器，它通过调温进水管和缓冲罐出水管与带压管式缓冲罐连为一体并经调温出水管和调温输水管汇与反应器进水管相连，高压水调温体由调温壳体和调温板组成，调温壳体采用封闭式方盒体，调温壳体位于上部的两个水管分别为输送调温高压水的调温进水管和调温出水管，而位于下部的两个水管则连接输送换热流体的换热进液管汇和换热出液管汇，调温板包含一组等间距排列的波纹板，波纹板的四个角分别钻有柱形孔眼，由此实现调温壳体内调温高压水与换热流体之间的分配和汇集；电换热器采用管壳式防爆电加热器，电换热器通过换热进液管汇、换热出液管汇和换热三通与高压水调温体连为一体，电换热器由换热壳体和加热管组成，换热进液管汇和换热出液管汇中均设有换热三通，加热管包含一组分层排列的电阻丝管，每个电阻丝管的外形呈长U状；

一高压水供给模拟试验控制系统；所述高压水供给模拟试验控制系统实现远程自动控制深水沉积物模拟产液高压水供给作业流程并保障其流动安全，它通过变频器、压力气动控制阀、智能液体涡轮流量计和数据采集系统远程自动调控高压水的供给；水罐进水管上设有智能液体涡轮流量计，变频式动力机前设置就地控制盘、转换开关和变频器，自秤式常压水罐的罐壁上设有液位变送器，同时带压管式缓冲罐的罐壁上设有压力变送器，缓冲罐进水管的入口处设有压力气动控制阀，同时高压输水管汇上设有压力变送器；

一温度调控模拟试验控制系统；所述温度调控模拟试验控制系统实现远程自动控制深水沉积物模拟产液调温高压水供给作业流程并保障其流动安全，它通过自力式压力调节阀、压力泄放阀、温度变送器和数据采集系统远程自动调控调温高压水的供给温度，并依据压力泄放阀自动释放超压工况时高压水调温体内多余的调温高压水并调整调温壳体内的压力；调温进水管的入口处设有自力式压力调节阀，且电换热器前设置转换开关，同时调温输水管汇上设有温度变送器。

2.根据权利要求1所述的深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统，其特征在于：所述深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统依据高压水供给器和高压水供给模拟试验控制系统远程自动供给连续稳定的高压水，并通过温度调控器和温度调控模拟试验控制系统远程自动供给连续稳定的调温高压水；

所述高压水供给模拟试验控制系统设有压力气动控制阀和智能液体涡轮流量计，同时温度调控模拟试验控制系统设有自力式压力调节阀和压力泄放阀。

3.根据权利要求1所述的深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统，其特征在于：所述水滤器中的水滤壳体的壳底部采用半球形壳体，水滤网的上下两端通过滤网隔板进行封隔，滤网隔板的端面上铣有同轴心分层布置的环状凹沟，且滤网隔板的各层环状凹沟分别与水滤网的各层柱状滤芯相配合；水滤网各层柱状滤芯的滤芯壁上均钻有沿轴向等间距分层排列的滤眼，层间滤眼交错布置，且水滤网的各层柱状滤芯上的滤眼孔径沿径向由外至内逐渐减小；

所述高压水供给器的自秤式常压水罐实现过滤后蒸馏水的缓冲，水罐进水管和常压输水管汇分别位于自秤式常压水罐的上部和下部，自秤式常压水罐底部的电子天平及时记录并显示蒸馏水供水量的变化情况。

4.根据权利要求1所述的深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统，其特征在于：所述高压水供给器的带压管式缓冲罐实现水力增压泵增压后高压水的缓冲，水力增压泵泵轴的一端伸出泵外并与变频式动力机相连而实现动力的传递，变频式动力机通过变频器控制水力增压泵的泵轴转速并将蒸馏水的压力由常压增压至高压水压力，高压水压力等于模拟可燃冰反应器内的模拟试验压力与带压管式缓冲罐内压差和高压水调温体内压差之和。

5.根据权利要求1或3或4所述的深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统，其特征在于：所述高压水供给器的高压水供给流程为，蒸馏水经滤器进水管进入水滤器的水滤壳体内，并通过水滤网将蒸馏水所携带的颗粒杂质截流在各层柱状滤芯中，过滤后的蒸馏水经滤器出水管并由水罐进水管进入自秤式常压水罐进行缓冲，而后常压蒸馏水由常压输水管汇和泵进水管输送至水力增压泵，依据高压水压力和供水量，变频式动力机自动调整其上变频器的频率，进而控制水力增压泵的泵轴转速并将蒸馏水的压力由常压增压至高压水压力而形成高压水，接着高压水经高压输水管汇并由缓冲罐进水管进入带压管式缓冲罐进行缓冲，最后经缓冲罐出水管并由高压水调温体为模拟可燃冰反应器供给连续稳定的高压水。

6.根据权利要求1所述的深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统，其特征在于：所述温度调控器保证调温水温度的稳定，高压水调温体的调温壳体一侧的四个角分别设有水管，调温板的各波纹板的四周通过框架钢板重叠压紧而实现密封。

7.根据权利要求1所述的深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统，其特征在于：所述电换热器的换热壳体的一侧设有法兰盘进行封闭，且换热壳体壳壁的顶部分别设置换热进液管汇和换热出液管汇并完成换热流体的分配，加热管的各层电阻丝管沿周向均布；模拟可燃冰反应器内的模拟试验温度低于室温时，电换热器的加热管停止工作，而分别通过换热进液管汇和换热出液管汇中的换热三通分配低温换热流体，并与高压水调温体内的调温高压水进行对流换热。

8.根据权利要求1或6或7所述的深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统，其特征在于：所述温度调控器的调温高压水供给流程为，带压管式缓冲罐内的高压水经缓冲罐出水管并由调温进水管进入高压水调温体，高压水在调温板的波纹板内先是朝下流动，而后在调温壳体的底部折返回流，并由此反复折流运动；与此同时，电换热器内的换热流体通过加热管进行加热，且经由换热出液管汇和换热三通进入高压水调温体，换热流体在调温板的波纹板内也作反复折流运动，并与高压水调温体内的高压水不断进行对流换热而将高压水的供给温度调整至模拟试验温度后形成调温高压水，最后经调温出水管和调温输水管汇并由反应器进水管为模拟可燃冰反应器供给连续稳定的调温高压水，同时对流换热后的换热流体经由换热进液管汇和换热三通重新流回电换热器的换热壳体内。

9.根据权利要求1所述的深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统，其特征在于：所述高压水供给模拟试验控制系统中，水罐进水管上的智能液体涡轮流量计通过流量变送器将实时监测到的常压蒸馏水供水量信号传送至数据采集系统及其瞬时流量显示仪和累积流量显示仪；

所述高压水供给模拟试验控制系统中，自秤式常压水罐上的液位变送器实时监测自秤式常压水罐内液位变化状况，并通过液位指示控制器和转换开关完成信号转换及数据处理，同时带压管式缓冲罐上的压力变送器实时监测带压管式缓冲罐内的高压水压力状况，并通过压力指示控制器和转换开关完成信号转换及数据处理，且依据压力指示控制器将高压水压力信号传送至数据采集系统，而后通过就地控制盘自动调整变频式动力机的变频器频率，进而控制水力增压泵的泵轴转速并将蒸馏水的压力由常压增压至高压水压力；

所述高压水供给模拟试验控制系统中，高压输水管汇上的压力变送器实时监测管汇内的高压水压力状况，并依次经压力指示控制器和气电转换器完成信号转换和数据处理，进而自动控制缓冲罐进水管入口处的压力气动控制阀的气动量并调控高压水的流压。

10.根据权利要求1所述的深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统，其特征在于：所述温度调控模拟试验控制系统中，调温进水管入口处的自力式压力调节阀将高压水的供给压力由高压水压力调整至模拟试验压力，并提供压力稳定的高压水；高压水调温体的调温壳体上设有压力泄放阀，保障调温高压水供给流动安全；

所述温度调控模拟试验控制系统中，调温输水管汇上的温度变送器实时监测调温高压水的温度状况，并通过温度指示控制器将调温水温度信号传送至数据采集系统，同时依据转换开关完成信号转换和数据处理，进而自动调节电换热器中加热管的输出功率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种海洋工程领域模拟深水可燃冰试采试验的高压水供给系统，特别是涉及一种深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统及其工艺流程。

背景技术

目前，可燃冰合成和开采实验系统主要为可燃冰低温高压模拟试验系统，且这些可燃冰低温高压模拟试验系统一般由高压系统、冷却系统和测试系统组成，其中高压系统包含高压容器、配气瓶和加压设备，冷却系统包含防冻液、冷冻机和温度控制器，测试系统主要包括压力、温度、光学、声学、电学检测和摄像部分，这些可燃冰低温高压模拟试验系统无论是试验设备还是试验流程，专门用于海洋工程深水可燃冰降压试采模拟试验系统的研究较少。

国内外几种有代表性的可燃冰低温高压模拟试验系统包括：Youslf固结岩心试验系统、Buffett天然多孔介质试验系统和Wonmo填砂管试验系统。其中，Youslf固结岩心试验系统是Youslf和Sloan为研究Berea砂岩岩心内天然气水合物的合成和分解而设计的试验装置，Berea砂岩岩心被热收缩橡胶管包裹后固定于不锈钢压力容器内，橡胶管内用手动甲烷气瓶直接供给与砂岩岩心内部相同压力的高压甲烷气，橡胶管外用手动水力泵供给比砂岩岩心内部至少高1.0MPa的高压水作为围压。Buffett天然多孔介质试验系统是Buffett等人为研究天然多孔介质内天然气水合物合成而设计的试验装置，该试验系统模拟了海洋环境，并采用CO2作为天然多孔介质内天然气水合物的生成气体，试验装置中间为手动水力泵供给的蒸馏水溶液，上部为手动CO2气瓶供给的气体薄层。Wonmo填砂管试验系统是韩国Sung等人为研究多孔介质内天然气水合物合成以及降压、加热、注化学药剂等各种分解试验而设计的填砂管模拟试验系统，该试验系统的主要部分为设计了恒温水浴的填砂长管，然而其填砂长管内仍然采用手动甲烷气瓶直接供给高压甲烷气和手动水力泵供给高压水。

综上所述，目前的可燃冰低温高压模拟试验系统多为天然气水合物合成和分解试验装置，用于研究容器内或多孔介质天然气水合物的相态、物理、化学性质及天然气水合物的合成和降压、加热等分解试验，而针对深水可燃冰降压试采的模拟试验装置较少，同时可燃冰低温高压模拟试验系统用的高压水多为手动水力泵供给，且没有设计专门的调温系统，而使得具体试验中难以供给温度稳定的高压水，并难以模拟出真实的深水可燃冰合成和分解环境。

发明内容

为了有效解决深水可燃冰降压试采技术问题并克服现有可燃冰合成和开采模拟试验装置及其高压水供给系统存在的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种适合深水可燃冰降压试采用的三维模拟试验调温高压水供给系统及其相关控制流程。该调温高压水供给系统依据高压水供给器和高压水供给模拟试验控制系统远程自动供给连续稳定的高压水，并通过温度调控器和温度调控模拟试验控制系统远程自动供给连续稳定的调温高压水，实施可燃冰降压试采深水沉积物模拟产液调温高压水供给的作业流程。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是开发一种深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统，主要由高压水供给器、温度调控器、高压水供给模拟试验控制系统和温度调控模拟试验控制系统组成。较之现有可燃冰合成和开采模拟试验的高压水供给系统，该调温高压水供给系统的高压水供给器设置水滤器、变频式动力机和水力增压泵，温度调控器设置电换热器和高压水调温体并将高压水供给器和模拟可燃冰反应器连为一体，高压水供给模拟试验控制系统设有压力气动控制阀和智能液体涡轮流量计，同时温度调控模拟试验控制系统设有自力式压力调节阀和压力泄放阀。

高压水供给器通过变频式动力机、水力增压泵和缓冲罐进水管入口处的压力气动控制阀供给稳定和压力连续可调的高压水，它包括带压管式缓冲罐、变频式动力机、水力增压泵、自秤式常压水罐和水滤器。

水滤器由水滤壳体、水滤网和滤网隔板组成，水滤壳体采用半封闭式圆壳体且其内嵌入水滤网，水滤网的上下两端通过滤网隔板进行封隔，水滤壳体的壳底部采用半球形壳体，且水滤壳体的壳壁上设有滤器进水管和滤器出水管。滤网隔板采用盘状钢板，其端面上铣有同轴心分层布置的环状凹沟，且滤网隔板的各层环状凹沟分别与水滤网的各层柱状滤芯相配合。水滤网采用沿径向分层布置的柱状滤芯，水滤网各层柱状滤芯的滤芯壁上均钻有沿轴向等间距分层排列的滤眼，层间滤眼交错布置，各层滤眼沿周向均布，滤眼由柱面和锥面组合而成，且水滤网的各层柱状滤芯上的滤眼孔径沿径向由外至内逐渐减小，由此蒸馏水中的颗粒杂质被截流在水滤网的各层柱状滤芯内。

自秤式常压水罐通过水罐进水管和滤器出水管与水滤器相连并经由常压输水管汇和泵进水管与水力增压泵连为一体，自秤式常压水罐采用立式圆罐体，并实现过滤后蒸馏水的缓冲，水罐进水管和常压输水管汇分别位于自秤式常压水罐的上部和下部，同时自秤式常压水罐的底部设置电子天平，可以及时记录并显示蒸馏水供水量的变化情况。

带压管式缓冲罐通过缓冲罐出水管与调温进水管相连并经由缓冲罐进水管和高压输水管汇与水力增压泵连为一体，带压管式缓冲罐采用卧式圆罐体，并实现水力增压泵增压后高压水的缓冲，带压管式缓冲罐的罐壁顶部设有缓冲罐进气管。

水力增压泵采用多级离心泵并将蒸馏水的压力由常压增压至高压水压力，水力增压泵的各级叶轮采用旋向相同的螺旋叶片，且各级叶轮轴集于同一泵轴上，水力增压泵泵轴的一端伸出泵外并与变频式动力机相连而实现动力的传递。依据高压水压力和供水量，变频式动力机自动调整其上变频器的频率，进而控制水力增压泵的泵轴转速并将蒸馏水的压力由常压增压至高压水压力，高压水压力等于模拟可燃冰反应器内的模拟试验压力与带压管式缓冲罐内压差和高压水调温体内压差之和。

高压水供给器的高压水供给流程为，蒸馏水经滤器进水管进入水滤器的水滤壳体内，并通过水滤网将蒸馏水所携带的颗粒杂质截流在各层柱状滤芯中，过滤后的蒸馏水经滤器出水管并由水罐进水管进入自秤式常压水罐进行缓冲，而后常压蒸馏水由常压输水管汇和泵进水管输送至水力增压泵，依据高压水压力和供水量，变频式动力机自动调整其上变频器的频率，进而控制水力增压泵的泵轴转速并将蒸馏水的压力由常压增压至高压水压力而形成高压水，接着高压水经高压输水管汇并由缓冲罐进水管进入带压管式缓冲罐进行缓冲，最后经缓冲罐出水管并由高压水调温体为模拟可燃冰反应器供给连续稳定的高压水。

温度调控器将高压水的供给温度调整至模拟可燃冰反应器内深水沉积物的模拟试验温度并供给连续稳定的调温高压水，同时保证调温水温度的稳定，它包括调温输水管汇、电换热器和高压水调温体。

高压水调温体通过调温进水管和缓冲罐出水管与带压管式缓冲罐连为一体并经由调温出水管和调温输水管汇与反应器进水管相连，高压水调温体采用可拆卸板式换热器，它由调温壳体和调温板组成。调温壳体采用封闭式方盒体，调温壳体一侧的四个角分别设有水管，其中位于上部的两个水管分别为输送调温高压水的调温进水管和调温出水管，而位于下部的两个水管则连接输送换热流体的换热进液管汇和换热出液管汇。调温板包含一组等间距排列的波纹板，各波纹板的四周通过框架钢板重叠压紧而实现密封，波纹板的四个角分别钻有柱形孔眼，由此实现调温壳体内调温高压水与换热流体之间的分配和汇集。

电换热器通过换热进液管汇、换热出液管汇和换热三通与高压水调温体连为一体，电换热器采用管壳式防爆电加热器，它由换热壳体和加热管组成，换热壳体的一侧设有法兰盘进行封闭，且换热壳体壳壁的顶部分别设置换热进液管汇和换热出液管汇并完成换热流体的分配，换热进液管汇和换热出液管汇中均设有换热三通。加热管包含一组分层排列的电阻丝管，各层电阻丝管沿周向均布，且每个电阻丝管的外形呈长U状。

模拟可燃冰反应器内的模拟试验温度低于室温的工况下，电换热器的加热管停止工作，此时分别通过换热进液管汇和换热出液管汇中的换热三通分配低温换热流体，并与高压水调温体内的调温高压水进行对流换热。

温度调控器的调温高压水供给流程为，带压管式缓冲罐内的高压水经缓冲罐出水管并由调温进水管进入高压水调温体，高压水在调温板的波纹板内先是朝下流动，而后在调温壳体的底部折返回流，并由此反复折流运动；与此同时，电换热器内的换热流体通过加热管进行加热，且经由换热出液管汇和换热三通进入高压水调温体，换热流体在调温板的波纹板内也作反复折流运动，并与高压水调温体内的高压水不断进行对流换热而将高压水的供给温度调整至模拟试验温度后形成调温高压水，最后经调温出水管和调温输水管汇并由反应器进水管为模拟可燃冰反应器供给连续稳定的调温高压水，同时对流换热后的换热流体经由换热进液管汇和换热三通重新流回电换热器的换热壳体内。

高压水供给模拟试验控制系统实现远程自动控制深水沉积物模拟产液高压水供给作业流程并保障其流动安全，它通过变频器、压力气动控制阀、智能液体涡轮流量计和数据采集系统远程自动调控高压水的供给。

高压水供给模拟试验控制系统中，水罐进水管上设有智能液体涡轮流量计，智能液体涡轮流量计采用微机技术和超低功耗技术，并通过流量变送器将实时监测到的常压蒸馏水供水量信号传送至数据采集系统及其瞬时流量显示仪和累积流量显示仪上。

高压水供给模拟试验控制系统中，变频式动力机前设置就地控制盘、转换开关和变频器，且自秤式常压水罐的罐壁上设有液位变送器，实时监测自秤式常压水罐内液位变化状况，并通过液位指示控制器和转换开关完成信号转换及数据处理，同时带压管式缓冲罐的罐壁上设有压力变送器，实时监测带压管式缓冲罐内的高压水压力状况，并通过压力指示控制器和转换开关完成信号转换及数据处理，且依据压力指示控制器将高压水压力信号传送至数据采集系统，而后通过就地控制盘自动调整变频式动力机的变频器频率，进而控制水力增压泵的泵轴转速并将蒸馏水的压力由常压增压至高压水压力。

高压水供给模拟试验控制系统中，缓冲罐进水管的入口处设有压力气动控制阀，同时高压输水管汇上设有压力变送器，实时监测管汇内的高压水压力状况，并依次经压力指示控制器和气电转换器完成信号转换和数据处理，进而自动控制缓冲罐进水管入口处的压力气动控制阀的气动量并调控高压水的流压。

温度调控模拟试验控制系统实现远程自动控制深水沉积物模拟产液调温高压水供给作业流程并保障其流动安全，它通过自力式压力调节阀、压力泄放阀、温度变送器和数据采集系统远程自动调控调温高压水的供给温度。

温度调控模拟试验控制系统中，调温进水管的入口处设有自力式压力调节阀，自力式压力调节阀将高压水的供给压力由高压水压力调整至模拟试验压力，并提供压力稳定的高压水。高压水调温体的调温壳体上设有压力泄放阀，压力泄放阀自动释放超压工况时高压水调温体内多余的调温高压水并调整调温壳体内的压力，保障调温高压水供给流动安全。

温度调控模拟试验控制系统中，电换热器前设置转换开关，同时调温输水管汇上设有温度变送器，实时监测调温高压水的温度状况，并通过温度指示控制器将调温水温度信号传送至数据采集系统，同时依据转换开关完成信号转换和数据处理，进而自动调节电换热器中加热管的输出功率。

带压管式缓冲罐的罐壁上设有液位变送器且调温输水管汇上设有温度变送器，分别实时监测高压水的液位和调温高压水的温度状况，并将液位和温度信号分别传送至数据采集系统以及瞬时液位显示仪和瞬时温度显示仪上，同时自动实施超高液位和超高温以及超低液位和超低温报警，保障供给流程的作业操作安全。

本发明所能达到的技术效果是，该调温高压水供给系统实施可燃冰降压试采深水沉积物模拟产液调温高压水供给的作业流程，高压水供给器通过变频式动力机、水力增压泵和压力气动控制阀供给稳定和压力连续可调的高压水，温度调控器将高压水的供给温度调整至模拟可燃冰反应器内深水沉积物的模拟试验温度并供给连续稳定的调温高压水，同时保证调温水温度的稳定，高压水供给模拟试验控制系统实现远程自动控制深水沉积物模拟产液高压水供给作业流程并保障其流动安全，温度调控模拟试验控制系统实现远程自动控制深水沉积物模拟产液调温高压水供给作业流程并保障其流动安全。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但本发明并不局限于以下实施例。

图1是根据本发明所提出的深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统的典型结构简图。

图2是深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统中的高压水供给器的结构简图。

图3是深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统中的水滤器的结构简图。

图4是深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统中的高压水供给模拟试验控制系统的管线和仪表控制图。

图5是深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统中的温度调控器的结构简图。

图6是深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统中的温度调控模拟试验控制系统的管线和仪表控制图。

图7是深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统的深水沉积物模拟产液调温高压水供给作业工艺流程图。

图中1－高压水供给模拟试验控制系统，2－高压水供给器，3－温度调控器，4－温度调控模拟试验控制系统，5－模拟可燃冰反应器，6－缓冲罐出水管，7－带压管式缓冲罐，8－缓冲罐进气管，9－常压输水管汇，10－泵进水管，11－缓冲罐进水管，12－高压输水管汇，13－水力增压泵，14－变频式动力机，15－自秤式常压水罐，16－水罐进水管，17－水滤器，18－滤器进水管，19－水滤壳体，20－水滤网，21－滤网隔板，22－滤器出水管，23－压力气动控制阀，24－压力变送器，25－智能液体涡轮流量计，26－液位变送器，27－转换开关，28－变频器，29－反应器进气管，30－反应器进水管，31－调温输水管汇，32－调温出水管，33－调温进水管，34－高压水调温体，35－换热三通，36－换热出液管汇，37－电换热器，38－换热进液管汇，39－自力式压力调节阀，40－压力泄放阀，41－温度变送器，42－数据采集系统。

具体实施方式

在图1中，深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统主要由高压水供给模拟试验控制系统1、高压水供给器2、温度调控器3和温度调控模拟试验控制系统4组成，它依据高压水供给模拟试验控制系统1和高压水供给器2远程自动供给连续稳定的高压水，并通过温度调控器3和温度调控模拟试验控制系统4远程自动供给连续稳定的调温高压水，实施可燃冰降压试采深水沉积物模拟产液调温高压水供给的作业流程。

在图1中，深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统的高压水供给器2设置水滤器、变频式动力机和水力增压泵，温度调控器3设置电换热器和高压水调温体并将高压水供给器2和模拟可燃冰反应器5连为一体，高压水供给模拟试验控制系统1设置压力气动控制阀和智能液体涡轮流量计，同时温度调控模拟试验控制系统4设置自力式压力调节阀和压力泄放阀。

在图1中，对于模拟可燃冰反应器5内深水沉积物模拟产液供给压力改变的问题，可通过同时调整温度调控模拟试验控制系统4中的自力式压力调节阀、高压水供给模拟试验控制系统1中的压力气动控制阀以及高压水供给器2中变频式动力机的变频器频率和水力增压泵转速的方式加以解决。

在图1中，对于模拟可燃冰反应器5内深水沉积物模拟产液供给温度改变的问题，可通过温度调控模拟试验控制系统4中的温度变送器和转换开关自动调节温度调控器3中电换热器的输出功率，进而控制温度调控器3高压水调温体的高压水与温度调控器3电换热器的换热流体之间的对流换热量大小。

在图2中，高压水供给器2通过变频式动力机14、水力增压泵13和缓冲罐进水管11入口处的压力气动控制阀供给稳定和压力连续可调的高压水，带压管式缓冲罐7内的压力和水力增压泵13的出口压力均依据高压水压力和模拟可燃冰反应器5内的模拟试验压力进行设计，带压管式缓冲罐7的罐容依据模拟可燃冰反应器5所需供给的高压水流量进行选取，变频式动力机14的型号与水力增压泵13的泵型保持一致，自秤式常压水罐15的罐容依据所需要的高压水供水量进行选取，常压输水管汇9、泵进水管10和水罐进水管16的规格保持一致且均依据经水滤器17过滤后的常压蒸馏水流量进行选型，同时缓冲罐出水管6、缓冲罐进水管11和高压输水管汇12的规格保持一致且均依据高压水的流量和流压进行选型。

在图2中，高压氮气经由缓冲罐进气管8吹扫带压管式缓冲罐7和模拟可燃冰反应器5，自秤式常压水罐15通过水罐进水管16和滤器出水管与水滤器17相连，且自秤式常压水罐15经由常压输水管汇9和泵进水管10与水力增压泵13连为一体，带压管式缓冲罐7通过缓冲罐出水管6与温度调控器3的调温进水管相连，且带压管式缓冲罐7经由缓冲罐进水管11和高压输水管汇12与水力增压泵13连为一体，同时水力增压泵13泵轴的一端与变频式动力机14相连而实现动力的传递。

在图3中，水滤器17中的水滤网20的柱状滤芯层数依据常压蒸馏水的流量进行设计，水滤网20的滤眼数量及其大小依据常压蒸馏水的流量以及常压蒸馏水所携带的颗粒杂质大小等因素进行设计，滤网隔板21的规格与水滤壳体19的环腔内壁直径保持一致，滤器进水管18和滤器出水管22的规格保持一致且均依据常压蒸馏水的流量进行选型。

在图3中，水滤器17由水滤壳体19、水滤网20和滤网隔板21组成，水滤壳体19内嵌入水滤网20，且水滤网20的上下两端通过滤网隔板21进行封隔，同时水滤壳体19的壳壁上设有滤器进水管18和滤器出水管22，蒸馏水通过滤器进水管18进入水滤壳体19且蒸馏水所携带的颗粒杂质被截流在两滤网隔板21间的水滤网20内，过滤后的蒸馏水经由滤器出水管22输出。

在图2～图4中，高压水供给器2的高压水供给流程为，高压氮气经球阀和缓冲罐进气管8进入带压管式缓冲罐7并实施吹扫作业，而后蒸馏水经滤器进水管18进入水滤器17的水滤壳体19内，并通过水滤器17的水滤网20将蒸馏水所携带的颗粒杂质截流在水滤网20的各层柱状滤芯中，经水滤器17过滤后的蒸馏水通过滤器出水管22并由智能液体涡轮流量计25进行计量，再经由水罐进水管16进入自秤式常压水罐15进行缓冲；接着，自秤式常压水罐15内的常压蒸馏水依次流经常压输水管汇9和球阀，并由泵进水管10进入水力增压泵13，依据高压水压力和供水量，变频式动力机14自动调整其上变频器28的频率，进而控制水力增压泵13的泵轴转速并将蒸馏水的压力由常压增压至高压水压力而形成高压水；紧接着，经水力增压泵13增压后的高压水依次流经高压输水管汇12以及球阀、止回阀和压力气动控制阀23等阀门，并由缓冲罐进水管11输入带压管式缓冲罐7进行缓冲，最后经缓冲罐出水管6并由温度调控器3的高压水调温体为模拟可燃冰反应器5供给连续稳定的高压水。

在图4中，高压水供给模拟试验控制系统1的管线和仪表控制方法中，高压水供给模拟试验控制系统1通过水罐进水管16上的流量变送器(FIT)将智能液体涡轮流量计25实时监测到的常压蒸馏水供水量信号传送至数据采集系统及其瞬时流量显示仪(FI)和累积流量显示仪(FQI)上。

在图4中，高压水供给模拟试验控制系统1的管线和仪表控制方法中，高压水供给模拟试验控制系统1通过自秤式常压水罐15上的液位变送器26实时监测自秤式常压水罐15内的液位变化状况，并依据液位指示控制器(LIC)和转换开关27完成信号转换及数据处理，同时高压水供给模拟试验控制系统1通过带压管式缓冲罐7上的压力变送器24实时监测带压管式缓冲罐7内的高压水压力状况，并依据压力指示控制器(PIC)和转换开关27完成信号转换及数据处理，且通过压力指示控制器(PIC)将高压水压力信号传送至数据采集系统，而后通过就地控制盘自动调整变频式动力机14的变频器28频率，进而控制水力增压泵13的泵轴转速并将蒸馏水的压力由常压增压至高压水压力。

在图4中，高压水供给模拟试验控制系统1的管线和仪表控制方法中，高压水供给模拟试验控制系统1通过高压输水管汇12上的压力变送器24实时监测高压输水管汇12内的高压水压力状况，并依次经压力指示控制器(PIC)和气电转换器(PY)完成信号转换和数据处理，进而自动控制缓冲罐进水管11入口处的压力气动控制阀23的气动量并且调控高压水的流压。

在图5中，温度调控器3将高压水的供给温度调整至模拟可燃冰反应器5内深水沉积物的模拟试验温度并供给连续稳定的调温高压水，换热出液管汇36中设置换热流体循环泵并为换热流体的循环提供动力，高压水调温体34内的压力依据高压水压力和模拟可燃冰反应器5内的模拟试验压力进行选取，高压水调温体34的调温壳体规格及其调温板的波纹板间距大小依据高压水的流量以及带压管式缓冲罐7内高压水的温度与调温后的调温水温度之间的水温差等因素进行设计，电换热器37的换热壳体规格及其加热管的输出功率依据调温高压水与换热流体之间的最大对流换热量进行设计，调温进水管33的规格依据调温前高压水的流量和流压进行选型，反应器进水管30、调温输水管汇31和调温出水管32的规格保持一致且均依据调温后调温高压水的流量和流压进行选型，同时换热三通35、换热出液管汇36和换热进液管汇38则需要依据换热流体的流量和对流换热前后换热流体的温差进行设计。

在图5中，温度调控器3的高压水调温体34通过调温进水管33和缓冲罐出水管6与带压管式缓冲罐7连为一体，且高压水调温体34经由调温出水管32和调温输水管汇31与模拟可燃冰反应器5的反应器进水管30相连，换热出液管汇36和换热进液管汇38中均设有换热三通35，且换热出液管汇36和换热进液管汇38分别与高压水调温体34的调温壳体下部的两个水管相连，从而将电换热器37和高压水调温体34连为一体。

在图5和图6中，温度调控器3的调温高压水供给流程为，带压管式缓冲罐7内的高压水依次流经缓冲罐出水管6和球阀等阀门，并由调温进水管33入口处的自力式压力调节阀39进行调压，接着调压后的高压水通过调温进水管33进入高压水调温体34的调温壳体，高压水在高压水调温体34调温板的波纹板内先是朝下流动，而后在调温壳体的底部折返回流，并由此反复折流运动；与此同时，电换热器37内的换热流体通过加热管进行加热，且经由换热出液管汇36和换热三通35进入高压水调温体34的调温壳体，换热流体在高压水调温体34调温板的波纹板内也作反复折流运动，并与高压水调温体34内的高压水不断进行对流换热而将高压水的供给温度调整至模拟试验温度后形成调温高压水，最后经高压水调温体34调温后的调温高压水依次流经调温出水管32和调温输水管汇31以及温度变送器41，并通过反应器进水管30为模拟可燃冰反应器5供给连续稳定的调温高压水，同时对流换热后的换热流体经由换热进液管汇38和换热三通35重新流回电换热器37的换热壳体内。

在图6中，温度调控模拟试验控制系统4的管线和仪表控制方法中，温度调控模拟试验控制系统4通过调温进水管33入口处的自力式压力调节阀39将高压水的供给压力由高压水压力调整至模拟试验压力，同时依据高压水调温体34调温壳体上的压力泄放阀40自动释放超压工况时高压水调温体34内多余的调温高压水并调整调温壳体内的压力，保障调温高压水供给流动安全。

在图6中，温度调控模拟试验控制系统4的管线和仪表控制方法中，温度调控模拟试验控制系统4通过调温输水管汇31上的温度变送器41实时监测调温高压水的温度状况，并通过温度指示控制器(TIC)将调温水温度信号传送至数据采集系统，同时依据电换热器37前的转换开关27完成信号转换和数据处理，进而自动调节电换热器37中加热管的输出功率。

在图7中，深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统的深水沉积物模拟产液调温高压水供给作业工艺流程为，首先高压氮气经球阀并由缓冲罐进气管8依次实施带压管式缓冲罐7和模拟可燃冰反应器5的吹扫作业，而后高压干燥甲烷经球阀并由反应器进气管29进入模拟可燃冰反应器5；与此同时，蒸馏水经滤器进水管18进入水滤器17的水滤壳体19，并由水滤器17的水滤网20进行过滤，过滤后的蒸馏水流经滤器出水管22并由智能液体涡轮流量计25进行计量，经过计量后的蒸馏水经由水罐进水管16进入自秤式常压水罐15进行缓冲；接着，自秤式常压水罐15内的蒸馏水经常压输水管汇9输送至水力增压泵13进行增压并形成高压水，经水力增压泵13增压后的高压水依次流经高压输水管汇12和止回阀等阀门，并由缓冲罐进水管11入口处的压力气动控制阀23自动调控流压，然后高压水经由缓冲罐进水管11进入带压管式缓冲罐7进行缓冲；最后，带压管式缓冲罐7内的高压水经调温进水管33入口处的自力式压力调节阀39进行调压，调压后的高压水经由调温进水管33进入高压水调温体34，并与换热三通35、换热出液管汇36和换热进液管汇38所输送的电换热器37的换热流体循环进行对流换热而形成调温高压水，而后经高压水调温体34调温后的调温高压水依次流经调温出水管32和调温输水管汇31，并通过反应器进水管30为模拟可燃冰反应器5供给连续稳定的调温高压水。

在图7中，深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统的深水沉积物模拟产液调温高压水供给作业工艺流程中，就地控制盘和变频器28自动调控由变频式动力机14驱动的水力增压泵13并将蒸馏水的压力由常压增压至高压水压力而形成高压水，调温进水管33入口处的自力式压力调节阀39将水力增压泵13增压后的高压水的供给压力由高压水压力调整至模拟试验压力，且缓冲罐进水管11入口处的压力气动控制阀23自动调控高压输水管汇12内高压水的流压，同时电换热器37前的转换开关27和调温输水管汇31上的温度变送器41自动调节电换热器37中加热管的输出功率，且高压水调温体34内的高压水不断与电换热器37的换热流体进行对流换热而形成调温高压水；与此同时，水罐进水管16上的智能液体涡轮流量计25通过流量变送器将实时监测到的常压蒸馏水供水量信号传送至数据采集系统42，调温输水管汇31上的温度变送器41实时监测高压水调温体34调温后调温高压水的温度状况并将调温水温度信号传送至数据采集系统42，带压管式缓冲罐7上的压力变送器24实时监测带压管式缓冲罐7内高压水压力的状况并将高压水压力信号传送至数据采集系统42。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各系统间的连接方式和控制方法以及各部件的结构等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明保护范围之外。

深水可燃冰降压试采三维模拟试验调温高压水供给系统专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。