On the issue of creating a laboratory setup to study the gas hydrate dissociation processes

• Main Authors: Maksymova, E. O., Saik, P. B., Lozynskyi, V. H.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: Державний університет "Житомирська політехніка" 2020
• Subjects: gas hydrate; experimental setup; heat exchange; model; similarity coefficient; газовий гідрат; лабораторна установка; теплообмін; модель; коефіцієнт подібності; Methane hydrate
• Online Access: http://ten.ztu.edu.ua/article/view/206206

This paper deals with the problems emerging during the research into gas hydrate production processes, in particular, their dissociation in natural conditions. The advantages and disadvantages of known research methods have been analysed based on domestic and world research-and-practice experience of the conditions for hydrate formation and dissociation. Engineering tasks set for the development of a laboratory setup for gas hydrates dissociation have been performed using the analysis of analytical, experimental studies presented in scientific papers, publications, research projects and patents.It has been determined that the «gas hydrate reservoir-massif» thermodynamic system is multicomponent and complex. Therefore, to transfer the research results from a model to full-scale object, it is necessary to use appropriate coefficients that take into account changes in the geometric parameters and physical properties of the modelled object. They are set on the basis of the principles of static, kinematic and dynamic similarities. It is convenient and economically feasible to conduct experimental research on analogue test models, as it makes possible to determine the high convergence of results.An algorithm is proposed for conducting research on gas hydrates decomposition, which includes the stages of constructing a model of gas hydrate deposit depending on its lithological composition. In perspective, it is planned, when performing a series of theoretical and experimental research, to study the influence of variable indicators of a gas hydrate deposit lithological composition (clayed silt, sand-silty clay, sand, methane hydrate) on methane gas output depending on the heat-transfer medium temperature. У даній роботі розглянуто проблеми, що виникають при дослідженні процесів видобутку газових гідратів, зокрема, їх дисоціації в природних умовах. На основі вітчизняного та світового науково-практичного досвіду умов освіти і дисоціації гідратів проаналізовано переваги і недоліки відомих методів досліджень. Позглянуто інженерні рішення по розробці лабораторної установки дисоціації газових гідратів виконувалися із застосуванням аналізу аналітичних, експериментальних досліджень, представлених у наукових статтях, публікаціях, дослідницьких проектах і патентах. Встановлено, що термодинамічна система «газогідратних пласт - масив» є багатокомпонентною та належить до складної, тому перенесення результатів досліджень від моделі до натури необхідно здійснювати через відповідні коефіцієнти, що враховують зміну геометричних параметрів і фізичних властивостей змодельованого об'єкта. Вони визначаються відповідно до принципів статичної, кінематичної і динамічної подібностей. Проведення експериментальних досліджень на аналогових пробних моделях є зручним, економічно доцільним і дає можливість встановити високу збіжність результатів. Запропоновано алгоритм проведення досліджень з розкладання газових гідратів, що містить етапи побудови моделі газогідратного покладу, залежно від літології. У перспективі планується вивчити вплив змінних показників літології газогідратного покладу (глинистий мул, піщано-мулистих глина, пісок, гідрат метану) на вихід газу метану від температури теплоносія під час проведення серії теоретичних і лабораторних досліджень.