鄭如意李淑霞張孟琴郝永卯侯健

1.中國(guó)石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院；2.河南科技大學(xué)林業(yè)職業(yè)學(xué)院

基于滲流場(chǎng)的水合物實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)點(diǎn)布置

鄭如意1李淑霞1張孟琴2郝永卯1侯健1

1.中國(guó)石油大學(xué)（華東）石油工程學(xué)院；2.河南科技大學(xué)林業(yè)職業(yè)學(xué)院

為了監(jiān)測(cè)天然氣水合物生成及分解過程中物性參數(shù)的變化規(guī)律，需要在反應(yīng)釜中安裝各種傳感器測(cè)點(diǎn)，而測(cè)點(diǎn)的引入會(huì)對(duì)反應(yīng)釜中的流體流動(dòng)產(chǎn)生影響。為了有效減少測(cè)點(diǎn)對(duì)反應(yīng)釜產(chǎn)生的干擾，利用數(shù)值模擬方法對(duì)測(cè)點(diǎn)尺寸與測(cè)點(diǎn)最小間距之間的關(guān)系進(jìn)行了定量研究。結(jié)果表明，傳感器測(cè)點(diǎn)的引入會(huì)對(duì)反應(yīng)釜中的滲流場(chǎng)產(chǎn)生影響，測(cè)點(diǎn)尺寸越大、測(cè)點(diǎn)的間距越小，對(duì)滲流場(chǎng)的影響越大；對(duì)于尺寸為10 mm、9 mm、8 mm、7 mm和6 mm的測(cè)點(diǎn)，相應(yīng)測(cè)點(diǎn)最小間距分別為60 mm、54 mm、48 mm、42 mm和36 mm時(shí)測(cè)點(diǎn)對(duì)反應(yīng)釜流場(chǎng)的影響可以忽略不計(jì)。因此對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行傳感器測(cè)點(diǎn)排布時(shí)，測(cè)點(diǎn)的間距不得小于測(cè)點(diǎn)尺寸的6倍，研究結(jié)果對(duì)同類實(shí)驗(yàn)反應(yīng)釜中測(cè)點(diǎn)的合理布置具有重要參考價(jià)值。

水合物；傳感器測(cè)點(diǎn)；滲流場(chǎng)；數(shù)值模擬

二十一世紀(jì)油氣資源消耗量日益增長(zhǎng)，人類面臨著日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)和環(huán)境污染。與傳統(tǒng)能源相比，天然氣水合物（NGH）具有儲(chǔ)量豐富、分布廣泛、能量密度高、清潔環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)［1］。隨著對(duì)水合物理論研究、室內(nèi)實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)試采的不斷進(jìn)行［2］，天然氣水合物的商業(yè)性開采逐漸提上日程。和現(xiàn)場(chǎng)試采相比，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)具有費(fèi)用低、耗時(shí)短、易操作等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)研制出了各種各樣的天然水合物實(shí)驗(yàn)裝置：美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ORNL）建立了三維海底模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)［3］；加拿大DBR公司研制了JEFRI變體積高壓藍(lán)寶石全透明天然氣水合物實(shí)驗(yàn)裝置［4］；中國(guó)天然氣水合物研究起步較晚，但在相關(guān)的科研院所和高校也逐步研制了相應(yīng)的天然氣水合物模擬實(shí)驗(yàn)裝置［5-8］；德國(guó)、日本等國(guó)的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)也都陸續(xù)研制了各種水合物實(shí)驗(yàn)設(shè)備［9-10］。

天然氣水合物實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由高壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備組成［11］。其中測(cè)試系統(tǒng)是實(shí)驗(yàn)儀器的關(guān)鍵，由各種傳感器和檢測(cè)儀器組成，可以監(jiān)測(cè)反應(yīng)過程中反應(yīng)釜內(nèi)溫度、壓力、電阻率、水合物飽和度等物性參數(shù)的變化。一般而言，傳感器測(cè)點(diǎn)分布越密集，越有利于全面了解反應(yīng)釜中物性參數(shù)的變化情況，然而，引入過多的傳感器測(cè)點(diǎn)會(huì)對(duì)反應(yīng)釜中滲流場(chǎng)帶來(lái)干擾，造成測(cè)量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。

目前對(duì)于實(shí)驗(yàn)儀器中傳感器的研究已經(jīng)取得了一定的成果。Minamide等人利用遺傳算法RCGA和模擬退火SA對(duì)溫度傳感器的分布進(jìn)行了研究，得到了可以對(duì)投影數(shù)據(jù)集進(jìn)行優(yōu)選的一種方法［12］；于百勝等人提出了一種利用參數(shù)選擇對(duì)傳感器的分布進(jìn)行評(píng)估的方法，可以用來(lái)評(píng)估測(cè)點(diǎn)整體與局部的測(cè)量效果［13］；Neuhaus等人設(shè)計(jì)了一種用于測(cè)量高純度、高腐蝕性液體流量的流量傳感器［14］；李巧真等人設(shè)計(jì)開發(fā)了傳感器實(shí)驗(yàn)裝置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，對(duì)各種傳感器進(jìn)行標(biāo)定和測(cè)試，由計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和處理［15］；史治宇等人利用靈敏度分析方法提出了傳感器數(shù)目和位置的優(yōu)化方法，可以用有限的傳感器測(cè)點(diǎn)獲取足夠的結(jié)構(gòu)破損信息［16］；閆嘉鈺等人利用灰色綜合關(guān)聯(lián)度對(duì)傳感器的分布及數(shù)目進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵點(diǎn)的溫度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行選?。?7］。

總的來(lái)說，目前對(duì)于實(shí)驗(yàn)裝置中傳感器的研究主要集中在傳感器的分布、數(shù)目以及傳感器的設(shè)計(jì)，而對(duì)于傳感器測(cè)點(diǎn)的存在對(duì)滲流場(chǎng)影響的研究仍然處于空白。因此，從傳感器測(cè)點(diǎn)引入對(duì)滲流場(chǎng)中流線的影響入手，利用數(shù)值模擬方法定量分析了水合物實(shí)驗(yàn)中傳感器測(cè)點(diǎn)的尺寸與傳感器測(cè)點(diǎn)間最小間距的關(guān)系。

1 測(cè)點(diǎn)尺寸對(duì)滲流場(chǎng)的影響

Numerical simulation of the effect of measurement point dimension on seepage field

Swinkels等人指出，能夠進(jìn)行PVT處理的熱模擬器即可進(jìn)行天然氣水合物開采的模擬，軟件CMG的熱采模塊STARS符合這樣的要求［18］。在CMGSTARS中加入水合物分解及生成反應(yīng)的模塊，進(jìn)而對(duì)水合物藏的開采過程進(jìn)行模擬，Uddin等人利用該軟件進(jìn)行了天然氣水合物藏開采的模擬［19］。

首先建立實(shí)驗(yàn)室尺度下的天然氣水合物開采模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停Ｐ推矫娉叽?00×600 mm，傳感器測(cè)點(diǎn)在模型平面均勻分布。為研究測(cè)點(diǎn)的存在是否會(huì)對(duì)滲流場(chǎng)產(chǎn)生影響，數(shù)值模擬中將傳感器測(cè)點(diǎn)所在的網(wǎng)格設(shè)置為不滲透的無(wú)效網(wǎng)格。假設(shè)模型中心一口井，水合物降壓分解。模擬計(jì)算過程中所用的主要參數(shù)見表1。

表1 模擬計(jì)算主要參數(shù)Table 1 Main parameters of simulation calculation

目前水合物實(shí)驗(yàn)中的壓力傳感器測(cè)點(diǎn)尺寸一般采用2～5 mm， 溫度測(cè)點(diǎn)多采用鉑電阻，測(cè)點(diǎn)尺寸為3～8 mm， 電阻率測(cè)點(diǎn)一般是特制的，尺寸為10～20 mm［20-25］。下面研究中選取網(wǎng)格大小為6×6 mm，網(wǎng)格數(shù)為100×100， 測(cè)點(diǎn)間距為72 mm。為分析不同測(cè)點(diǎn)尺寸對(duì)滲流場(chǎng)中流線的影響，設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)尺寸分別取6 mm、 12 mm和18 mm進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，同時(shí)與沒有安裝傳感器測(cè)點(diǎn)的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

圖1為不同測(cè)點(diǎn)尺寸下滲流場(chǎng)中的流線圖（圖中黑色實(shí)線為流線，白色色塊為測(cè)點(diǎn)的位置，測(cè)點(diǎn)間距為72 mm）， a、b、c、d為不同測(cè)點(diǎn)尺寸時(shí)模型中水合物降壓分解相同時(shí)間后的流線分布圖，其中a為無(wú)測(cè)點(diǎn)時(shí)的流線分布，b、c、d為測(cè)點(diǎn)尺寸分別6 mm、12 mm和18 mm時(shí)的流線分布。可以看出，測(cè)點(diǎn)尺寸為6 mm時(shí)對(duì)流線的影響基本可以忽略；當(dāng)測(cè)點(diǎn)尺寸達(dá)到18 mm后，測(cè)點(diǎn)的存在對(duì)流線產(chǎn)生的干擾越來(lái)越大。因此，隨著測(cè)點(diǎn)尺寸的增大，測(cè)點(diǎn)的引入對(duì)滲流場(chǎng)的影響增大。

圖1 不同測(cè)點(diǎn)尺寸的流線分布Fig. 1 Flow line distribution of different measurement point dimensions

2 測(cè)點(diǎn)間距對(duì)滲流場(chǎng)的影響

Numerical simulation of the effect of pointto-point spacing on seepage field

為了研究傳感器間距對(duì)滲流場(chǎng)的影響，以傳感器測(cè)點(diǎn)尺寸6 mm為例，網(wǎng)格大小為6×6 mm， 網(wǎng)格數(shù)為100×100。分別設(shè)計(jì)了傳感器測(cè)點(diǎn)間距為60 mm、 48 mm、 36 mm和24 mm，通過數(shù)值模擬計(jì)算并對(duì)比，分析傳感器測(cè)點(diǎn)間距對(duì)滲流場(chǎng)的影響。

圖2為測(cè)點(diǎn)尺寸為6 mm時(shí)水合物降壓分解相同時(shí)間后不同傳感器測(cè)點(diǎn)間距模型中的流線分布圖，其中a、b、c、d分別為測(cè)點(diǎn)間距為60 mm、42 mm、36 mm和24 mm時(shí)的流線分布?？梢钥闯?，當(dāng)傳感器尺寸相同時(shí)，不同的測(cè)點(diǎn)間距下流線的平滑程度也不同。隨著測(cè)點(diǎn)間距的減小，滲流場(chǎng)中流線受到的干擾增大。

3 測(cè)點(diǎn)尺寸與最小間距關(guān)系的數(shù)值模擬

Numerical simulation of the relationship between measurement point dimension and minimum spacing

圖2 不同傳感器測(cè)點(diǎn)間距下的流線分布Fig. 2 Flow line distribution of different point-to-point spacing

綜合分析前2部分的模擬結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，傳感器測(cè)點(diǎn)尺寸和間距對(duì)滲流場(chǎng)都有影響。初步分析認(rèn)為：不同尺寸的傳感器應(yīng)該對(duì)應(yīng)有不同的最小間距，當(dāng)傳感器間距大于最小間距時(shí)，認(rèn)為傳感器測(cè)點(diǎn)的引入對(duì)滲流場(chǎng)的影響可以忽略不計(jì)。

根據(jù)前面對(duì)測(cè)點(diǎn)尺寸的分析，下面分別選取傳感器測(cè)點(diǎn)尺寸為10 mm、 9 mm、 8 mm、 7 mm以及6 mm，通過數(shù)值模擬計(jì)算，研究不同測(cè)點(diǎn)尺寸對(duì)滲流場(chǎng)產(chǎn)生影響最小時(shí)所需要的測(cè)點(diǎn)的最小間距。以測(cè)點(diǎn)尺寸為10 mm為例，模擬計(jì)算了測(cè)點(diǎn)間距分別為70 mm、 60 mm、 50 mm和40 mm不同情況下的流線分布。

圖3為測(cè)點(diǎn)尺寸10 mm時(shí)水合物降壓分解相同時(shí)間后不同傳感器測(cè)點(diǎn)間距模型中的流線分布圖，其中a、b、c、d分別對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)間距為70 mm、 60 mm、50 mm和40 mm時(shí)的流線分布?？梢钥闯?，對(duì)于測(cè)點(diǎn)尺寸為10 mm的模型，當(dāng)測(cè)點(diǎn)間距大于60 mm時(shí)對(duì)流線影響基本可以忽略，當(dāng)測(cè)點(diǎn)間距小于60 mm后流線的不穩(wěn)定性顯著增強(qiáng)，所以認(rèn)為對(duì)于尺寸為10 mm的測(cè)點(diǎn)，傳感器間距不能小于60 mm。同理對(duì)于9 mm、8 mm、7 mm和6 mm的傳感器，通過數(shù)值模擬計(jì)算分別得到傳感器的最小間距為54 mm、48 mm、42 mm和36 mm。將測(cè)點(diǎn)尺寸與相應(yīng)測(cè)點(diǎn)間最小間距繪制到坐標(biāo)系并作線性擬合，如圖4所示，可以看出測(cè)點(diǎn)最小間距為測(cè)點(diǎn)大小的6倍。

圖3 不同傳感器測(cè)點(diǎn)間距下的流線分布Fig. 3 Flow line distribution of different point-to-point spacing

需要指出的是，該研究結(jié)果建立在井底壓力為4 MPa的基礎(chǔ)之上，當(dāng)井底壓力較小時(shí)，生產(chǎn)壓差較大，流體的流速越大，同樣會(huì)對(duì)滲流場(chǎng)產(chǎn)生影響，所以在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，要以所需要的最大生產(chǎn)壓差為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖4 測(cè)點(diǎn)大小與測(cè)點(diǎn)最小間距的關(guān)系曲線Fig. 4 Relationship between measurement point dimension and minimum point-to-point spacing

4 結(jié)論

Conclusions

（1）利用CMG-STARS模塊對(duì)反應(yīng)釜中水合物降壓分解過程進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算， 當(dāng)傳感器測(cè)點(diǎn)間距相同時(shí)，測(cè)點(diǎn)尺寸越大，對(duì)滲流場(chǎng)的影響越大；當(dāng)傳感器測(cè)點(diǎn)的尺寸相同時(shí)，測(cè)點(diǎn)間距越小，對(duì)滲流場(chǎng)的影響越大。

（2）通過對(duì)測(cè)點(diǎn)尺寸與測(cè)點(diǎn)最小間距匹配關(guān)系的數(shù)值模擬研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于尺寸分別為10 mm、9 mm、8 mm、7 mm和6 mm的測(cè)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)最小間距分別為60 mm、54 mm、48 mm、42 mm和36 mm。因此對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行測(cè)點(diǎn)排布時(shí)，測(cè)點(diǎn)間距不小于測(cè)點(diǎn)尺寸的6倍。

References:

［1］ 陳月明，李淑霞，郝永卯，杜慶軍. 天然氣水合物開采理論與技術(shù)［M］. 青島：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2011. CHEN Yueming, LI Shuxia, HAO Yongmao, DU Qingjun. Theory and technology of natural gas hydrates development ［M］. Qingdao: China University of Petroleum Press, 2011.

［2］ 郭小哲，王福升，趙志輝，胡廣文，王金禮. 準(zhǔn)噶爾盆地氣井天然氣水合物生成實(shí)驗(yàn)研究與分析［ J］. 石油鉆采工藝，2013，35（5）：118-120. GUO Xiaozhe, WANG Fusheng, ZHAO Zhihui, HU Guangwen, WANG Jinli. Experimental study and analysis on hydrate generation for gas wells in Junggar Basin ［J］. Oil Drilling & Production Technology, 2013,35（5）:118-120.

［3］ PHELPS T J, PETERS D J, MARSHALL S L, WEST O R, LIANG L, BLENCOE J G, ALEXIADES V, JACOBS G K, NANEY M T, HECK J L. A new experimental facility for investigating the formation and properties of gas hydrates under simulated seafloor conditions ［J］. Review of Scientific Instruments, 2001, 72（2）:1514-1521.

［4］ 寧伏龍，蔣國(guó)盛，張凌，吳翔，竇斌，張家銘. 天然氣水合物實(shí)驗(yàn)裝置及其發(fā)展趨勢(shì)［J］. 海洋石油，2008，28（2）：68-72. NING Fulong, JIANG Guosheng, ZHANG Ling, WU Xiang, DOU Bin, ZHANG Jiaming. Development of experimental equipments for gas hydrate research ［J］. Offshore Oil, 2008, 28（2）: 68-72.

［5］ 孫長(zhǎng)宇，陳光進(jìn)，郭天民，林萬(wàn)臣，陳江. 甲烷水合物分解動(dòng)力學(xué)［J］. 化工學(xué)報(bào)，2002，53（9）：899-903. SUN Changyu, CHEN Guangjin, GUO Tianmin, LIN Wanchen, CHEN Jiang. Kinetics of methane hydrate decomposition ［J］. Journal of Chemical Industry and Engineering （China）, 2002, 53（9）: 899-903.

［6］ LI S, ZHENG R, XU X, CHEN Y. Dissociation of methane hydrate by hot brine ［J］. Petroleum Science & Technology, 2015, 33（6）: 671-677.

［7］ WANG Y, FENG J C, LI X S, ZHANG Y, LI G. Large scale experimental evaluation to methane hydrate dissociation below quadruple point in sandy sediment ［J］. Applied Energy, 2016, 162（1）:372-381.

［8］ LI X S, WANG Y, DUAN L P, LI G, ZHANG Y, HUANG N S, CHEN D F. Experimental investigation into methane hydrate decomposition during three-dimensional thermal huff and puff ［J］. Energy & Fuels, 2011, 25（4）:79-83.

［9］ SCHICKS J M, SPANGENBERG E, GIESE R, STEINHAUER B, KLUMP J, LUZI M. New approachesfor the production of hydrocarbons from hydrate bearing sediments ［J］. Energies, 2011, 4（1）: 151-172.

［10］ SAKAMOTO Y, KOMAI T, KAWABE Y, TENMA N, YAMAGUCHI T. Gas hydrate extraction from marine sediments by heat stimulation method［C］//The Fourteenth International Offshore and Polar Engineering Conference, 23-28 May, 2004, Toulon, France.

［11］ 宋永臣，楊明軍，劉瑜. 天然氣水合物生成與分解實(shí)驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展［J］. 天然氣工業(yè)，2008，28（8）：111-113. SONG Yongchen, YANG Mingjun, LIU Yu. Process on the experimental detection technology of gas hydrate formation and decomposition ［J］. Natural Gas Industry, 2008, 28（8）: 111-113.

［12］ MINAMIDE A, WAKATSUKI N, MIZUTANI K. Optimal transducer arrangement for temperature distribution measurement in arbitrary convex-shaped space by acoustic computerized tomography ［J］. Japanese Journal of Applied Physics, 2010, 49（7）: 07HC07-07HC07-5.

［13］ 于百勝，黃文虎. 模型故障診斷中測(cè)點(diǎn)優(yōu)選的一種評(píng)估方法 ［J］. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，30（1）：6-10. YU Baisheng, HUANG Wenhu. A method of evaluation of optimum measuring points in model-based diagnosis［J］. Journal of Harbin Institute of Technology, 1998, 30（1）: 6-10.

［14］ NEUHAUS M, LOOSER H, BURTSCHER H, SCHRAG D, HAHN J, SCHOEB R. Flow meter for high-purity and aggressive liquids［J］. Sensors and Actuators, 2007, 134（2）: 303-309.

［15］ 李巧真，李剛，徐天室. 傳感器實(shí)驗(yàn)裝置計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)［J］. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（6）：57-60. LI Qiaozhen, LI Gang, XU Tianshi. Computer control system of experiment set of sensors ［J］. Experimental Technology and Management, 2011, 28（6）: 57-60.

［16］ 史治宇. 基于有限多個(gè)測(cè)點(diǎn)信息的結(jié)構(gòu)破損診斷研究［J］. 振動(dòng)工程學(xué)報(bào)，2002，15（2）：203-206. SHI Zhiyu. Structural damage detection from limited sensor information ［J］. Journal of Vibration Engineering, 2002, 15（2）: 203-206.

［17］ 閆嘉鈺，張宏韜，劉國(guó)良，楊建國(guó). 基于灰色綜合關(guān)聯(lián)度的數(shù)控機(jī)床熱誤差測(cè)點(diǎn)優(yōu)化新方法及應(yīng)用［J］. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)（工程科學(xué)版），2008，40（2）：160-164. YAN Jiayu, ZHANG Hongtao, LIU Guoliang, YANG Jianguo. Application of a new optimizing method for the measuring points of CNC machine thermal error based on grey synthetic degree of association［J］. Journal of Sichuan University （Engineering Science Edition）, 2008, 40（2）: 160-164.

［18］ SWINKELS W J A M, DRENTH R J J. Thermal reservoir simulation model of production from naturally occurring gas hydrate accumulations［J］. SPE Reservoir Evaluation & Engineering, 2013, 3（6）: 559-566.

［19］ UDDIN M, COOMBE D A, LAW D H S, WILLIAM D G. Numerical studies of gas hydrate formation and decomposition in a geological reservoir［J］. Journal of Energy Resources Technology, 2008, 130（3）: 032501-1-14.

［20］ 傘海生，宋子軍，王翔，趙燕立，余煜璽. 適用于惡劣環(huán)境的MEMS壓阻式壓力傳感器［J］. 光學(xué)精密工程，2012，20（3）：550-555. SAN Haisheng, SONG Zijun, WANG Xiang, ZHAO Yanli, YU Yuxi. Piezoresistive pressure sensors for harsh environment ［J］. Optics and Precision Engineering, 2012, 20（3）: 550-555.

［21］ 郭冰，王沖. 壓力傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展［J］. 中國(guó)儀器儀表，2009（5）：72-75. GUO Bing, WANG Chong. Current status and development of pressure sensor ［J］. Technical Exploration, 2009（5）: 72-75.

［22］ 蔣莊德，田邊，趙玉龍，趙立波. 特種微機(jī)電系統(tǒng)壓力傳感器［J］. 機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2013，49（6）：187-197. JIANG Zhuangde, TIAN Bian, ZHAO Yulong, ZHAO Libo. Special micro-electro-mechanical systems pressure sensor ［J］. Journal of Mechanical Engineering, 2013, 49（6）: 187-197.

［23］ 張鵬，王如竹. 特殊低溫溫度傳感器：超導(dǎo)溫度傳感器和高精度溫度傳感器［J］. 低溫物理學(xué)報(bào)，2002，24（3）：224-229. ZHANG Peng, WANG Ruzhu. Particular low temperature sensors: superconductor temperature sensor and high resolution temperature sensor ［J］. Chinese Journal of Low Temperature Physics, 2002, 24（3）: 224-229.

［24］ 陳昭陽(yáng)，郝紅偉，李路明. 可用于載人航天溫度監(jiān)測(cè)的石英溫度傳感器的設(shè)計(jì)［J］. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程，2007，20（3）：170-173. CHEN Zhaoyang, HAO Hongwei, LI Luming. Design of a novel quartz temperature sensor used for temperature monitoring in manned space flight ［J］. Space Medicine and Medical Engineering, 2007, 20（3）: 170-173.

［25］ 錢華芳. 數(shù)控機(jī)床溫度傳感器優(yōu)化布置及新型測(cè)溫系統(tǒng)的研究［D］. 杭州：浙江大學(xué)，2006. QIAN Huafang. Research on sensor placement optimization and new temperature measurement system of CNC machine tools［D］. Hangzhou: Zhejiang University, 2006.

（修改稿收到日期 2016-11-12）

〔編輯 李春燕〕

Arrangement of measurement points of hydrate experiment devices based on seepage field

ZHENG Ruyi1, LI Shuxia1, ZHANG Mengqin2, HAO Yongmao1, HOU Jian1

1. College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, Shandong, China; 2. Forestry College, Henan University of Science and Technology, Luoyang 471002, Henan, China

In order to monitor the change laws of physical property parameters in process of formation and decomposition of natural gas hydrate, it is necessary to install various sensor measurement points in reactors. However, the introduction of sensor measurement points influences the flowing situations of fluids in reactors. In order to alleviate the disturbance, the relationship between measurement point dimension and minimum point-to-point spacing was analyzed quantitatively by means of numerical simulation. It is indicated that the seepage field in reactors are affected by the introduction of sensor measurement points. The larger the measurement points are and the shorter the point-to-point spacing is, the more the seepage field is affected. The minimum point-to-point spacing corresponding to the point dimension of 10 mm, 9 mm, 8 mm, 7 mm and 6 mm is 60 mm, 54 mm, 48 mm, 42 mm and 36 mm, respectively. Therefore, the point-to-point spacing shall not be shorter than 6 times the measurement point dimension when sensor measurement points are arranged in reactors. The research results are of instructive significance to the deployment of measurement points in reactors.

hydrate; measurement point of sensor; seepage field; numerical simulation

鄭如意，李淑霞，張孟琴，郝永卯，侯健.基于滲流場(chǎng)的水合物實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)點(diǎn)布置［J］ .石油鉆采工藝，2017，39（1）：107-111.

TE312

A

1000 – 7393（ 2017 ） 01 – 0107 – 05

10.13639/j.odpt.2017.01.021

:ZHENG Ruyi, LI Shuxia, ZHANG Mengqin, HAO Yongmao, HOU Jian. Arrangement of measurement points of hydrate experiment devices based on seepage field［J］. Oil Drilling & Production Technology, 2017, 39(1): 107-111.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“天然氣水合物藏注熱開采可行性研究”（編號(hào)：51274227）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金課題“油氣藏滲流力學(xué)與提高采收率”（編號(hào)：15CX08004A）。

鄭如意（1991-），中國(guó)石油大學(xué)（華東）油氣田開發(fā)專業(yè)碩士研究生，現(xiàn)從事天然氣水合物開采理論的研究工作。通訊地址：（266580）山東青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)中國(guó)石油大學(xué)（華東）工科B633室。E-mail：zhengruyi1991@gmail.com

李淑霞（1970-），中國(guó)石油大學(xué)（華東）油氣田開發(fā)專業(yè)教授，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)從事油藏工程及天然氣水合物開采機(jī)理方面的研究和教學(xué)工作。通訊地址：（266580）山東青島經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)中國(guó)石油大學(xué)（華東）工科B625室。E-mail：lishuxia@upc. edu.cn