一種天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置，包括活塞桿、外部缸體、拼合卡扣、套筒、底座、及溫度控制器，所述外部缸體與底座通過(guò)拼合卡扣卡和在一起，所述套筒套合在拼合卡扣上。所述溫度控制器上方設(shè)置有上滲流板，下方設(shè)置有下滲流板，上滲流板上方設(shè)置有上部壓力砧塊，上部壓力砧塊上方設(shè)置有活塞桿，下滲流板下方設(shè)置有底座。所述上部壓力砧塊上設(shè)置有上部注氣接口，所述底座上設(shè)置有底部注氣孔、圍壓注油孔和圍壓回油孔。采用天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性的試驗(yàn)裝置，能有效解決試樣在轉(zhuǎn)移過(guò)程中帶來(lái)的分解問(wèn)題，測(cè)得的結(jié)果更可靠，更接近實(shí)際情況。
【專利說(shuō)明】一種天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種天然氣水合物力學(xué)特性的試驗(yàn)裝置，具體是一種天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]天然氣水合物在自然界廣泛分布在大陸、島嶼的斜坡地帶、活動(dòng)或被動(dòng)大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內(nèi)陸湖的深水環(huán)境。天然氣水合物的形成條件有:低溫，溫度一般低于10°c ;高壓，壓力一般高于1MPa;充足的天然氣(烴類，以甲烷為主)氣體來(lái)源；有利的水合物賦存空間。天然氣水合物形成的氣體來(lái)源主要是:存在于深部的有機(jī)質(zhì)受熱解作用所產(chǎn)生的氣體并向上運(yùn)移；微生物降解沉積物中有機(jī)質(zhì)而產(chǎn)生的氣體；火山作用產(chǎn)生的氣體；大氣溶解。根據(jù)以上條件的分析和探測(cè)，天然氣水合物主要分布于高瑋度陸地(凍土帶)和海底。據(jù)統(tǒng)計(jì)。90%海域均含有天然氣水合物，分布于各大洋邊緣海域的陸坡、陸隆以及盆地與部分內(nèi)陸海，在特殊環(huán)境中，則可以再海底表面富集。
[0003]從天然氣水合物沉積層中采收天然氣會(huì)使海底沉積層強(qiáng)度降低，增加海床的不穩(wěn)定性，可能引起地址塌陷，海底滑坡等災(zāi)害。如何經(jīng)濟(jì)高效、安全的開(kāi)采天然氣水合物，同時(shí)又不引起海底滑坡與沉積層坍塌等地質(zhì)災(zāi)害，需要深入研宄水合物沉積物的力學(xué)特性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種新型的測(cè)試天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性的試驗(yàn)裝置，能有效解決試樣在轉(zhuǎn)移過(guò)程中帶來(lái)的分解問(wèn)題，測(cè)得的結(jié)果更可靠，更接近實(shí)際情況。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置，包括活塞桿、外部缸體、拼合卡扣、套筒、底座、及溫度控制器，所述外部缸體與底座通過(guò)拼合卡扣卡和在一起，所述套筒套合在拼合卡扣上；所述溫度控制器上方設(shè)置有上滲流板，下方設(shè)置有下滲流板，上滲流板上方設(shè)置有上部壓力砧塊，上部壓力砧塊上方設(shè)置有活塞桿，下滲流板下方設(shè)置有底座；所述上部壓力砧塊上設(shè)置有上部注氣接口，所述底座上設(shè)置有底部注氣孔、圍壓注油孔和圍壓回油孔。
[0007]優(yōu)選地，所述溫度控制器中放置待測(cè)定試樣。
[0008]優(yōu)選地，所述溫度控制器上設(shè)置有試樣排氣接口和試樣排水接口。
[0009]優(yōu)選地，所述溫度控制器是導(dǎo)磁體溫度控制器或者超導(dǎo)磁體溫度控制器。
[0010]優(yōu)選地，所述外部缸體與底座之間設(shè)置有密封環(huán)。
[0011]優(yōu)選地，所述上部壓力砧塊、上滲流板、待測(cè)定試樣、下滲流板和底座的中心線在一條直線上。
[0012]優(yōu)選地，所述待測(cè)定試樣是天然氣水合物試樣。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:采用天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性的試驗(yàn)裝置，能有效解決試樣在轉(zhuǎn)移過(guò)程中帶來(lái)的分解問(wèn)題，測(cè)得的結(jié)果更可靠，更接近實(shí)際情況。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是放置待測(cè)定試樣部分局部放大圖。
[0016]其中:1是活塞桿，2是外部缸體，3是拼合卡扣，4是套筒，5是底座，6是溫度控制器，7是上滲流板，8是下滲流板，9是上部壓力砧塊，10是上部注氣接口，11是底部注氣孔，12是圍壓注油孔，13是圍壓回油孔，14是待測(cè)定試樣，15是試樣排氣接口，16是試樣排水接口，17是密封環(huán)。

【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0018]結(jié)合圖1和圖2，一種天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置，包括活塞桿1、外部缸體2、拼合卡扣3、套筒4、底座5、及溫度控制器6，所述外部缸體2與底座5通過(guò)拼合卡扣3卡和在一起，所述套筒4套合在拼合卡扣3上。所述溫度控制器6上方設(shè)置有上滲流板7，下方設(shè)置有下滲流板8，上滲流板7上方設(shè)置有上部壓力砧塊9，上部壓力砧塊9上方設(shè)置有活塞桿1，下滲流板8下方設(shè)置有底座5。所述上部壓力砧塊9上設(shè)置有上部注氣接口 10，所述底座5上設(shè)置有底部注氣孔11、圍壓注油孔12和圍壓回油孔13。所述溫度控制器6中放置待測(cè)定試樣14。所述溫度控制器6上設(shè)有試樣排氣接口 15和試樣排水接口 16。所述溫度控制器6是導(dǎo)磁體溫度控制器或者超導(dǎo)磁體溫度控制器。所述外部缸體2與底座5之間設(shè)置有密封環(huán)17。所述上部壓力砧塊9、上滲流板7、待測(cè)定試樣14、下滲流板8和底座5的中心線在一條直線上。所述待測(cè)定試樣14是天然氣水合物試樣。
[0019]使用該裝置測(cè)試天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)方法，其步驟如下:
[0020]步驟1:制作天然氣水合物試樣；
[0021]步驟2:安裝待測(cè)定試樣，調(diào)整待測(cè)定試樣位置；待測(cè)定試樣的安裝包括安裝溫度控制器6、安裝上滲流板7、下滲流板8、安裝上部壓力砧塊9以及將上述組合體準(zhǔn)確安裝到底座5上，整個(gè)安裝組合過(guò)程務(wù)必保持待測(cè)定試樣14、上滲流7、下滲流板8、上部壓力砧塊9和底座5的中心線在一條直線上；
[0022]步驟3:通過(guò)試樣排氣接口 15和試樣排水接口 16連接外部排氣、排水收集設(shè)備；
[0023]步驟4:連接數(shù)據(jù)采集設(shè)備；
[0024]步驟5:選擇實(shí)驗(yàn)方法模擬天然氣水合物開(kāi)采并采集記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0025](a)減壓法模擬天然氣水合物開(kāi)采時(shí)，通過(guò)改變待測(cè)定試樣14上下兩個(gè)端面之間的壓力差來(lái)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)精度的需要設(shè)置合適的壓降梯度，逐級(jí)降壓，試樣力學(xué)參數(shù)等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳輸?shù)酵獠康墓た貦C(jī)等數(shù)據(jù)處理設(shè)備，待測(cè)定試樣減壓分解產(chǎn)生的氣體和水通過(guò)排氣和排水接口連接到外部的收集設(shè)備可以分別得到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的產(chǎn)氣和產(chǎn)水?dāng)?shù)據(jù)。
[0026](b)熱激法模擬天然氣水合物開(kāi)采時(shí)，通過(guò)溫度控制器6實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)磁體能夠控制磁通的密度和方向，改變感應(yīng)器中的電流分布，達(dá)到所需要的各種加熱要求。設(shè)置實(shí)驗(yàn)所需溫度輸入控制器即可模擬天然氣水合物熱激法開(kāi)采，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)分段升溫控制，實(shí)現(xiàn)模擬實(shí)際開(kāi)采中多次注熱的效果。試樣力學(xué)參數(shù)等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的傳輸?shù)酵獠康墓た貦C(jī)等數(shù)據(jù)處理設(shè)備，待測(cè)定試樣加熱分解產(chǎn)生的氣體和水通過(guò)排氣和排水接口連接到外部的收集設(shè)備可以分別得到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的產(chǎn)氣和產(chǎn)水?dāng)?shù)據(jù)。
[0027]采用天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性的試驗(yàn)裝置，能有效解決試樣在轉(zhuǎn)移過(guò)程中帶來(lái)的分解問(wèn)題，測(cè)得的結(jié)果更可靠，更接近實(shí)際情況。
[0028]當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括活塞桿、外部缸體、拼合卡扣、套筒、底座、及溫度控制器，所述外部缸體與底座通過(guò)拼合卡扣卡和在一起，所述套筒套合在拼合卡扣上；所述溫度控制器上方設(shè)置有上滲流板，下方設(shè)置有下滲流板，上滲流板上方設(shè)置有上部壓力砧塊，上部壓力砧塊上方設(shè)置有活塞桿，下滲流板下方設(shè)置有底座；所述上部壓力砧塊上設(shè)置有上部注氣接口，所述底座上設(shè)置有底部注氣孔、圍壓注油孔和圍壓回油孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述溫度控制器中放置待測(cè)定試樣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述溫度控制器上設(shè)置有試樣排氣接口和試樣排水接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述溫度控制器是導(dǎo)磁體溫度控制器或者超導(dǎo)磁體溫度控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述外部缸體與底座之間設(shè)置有密封環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述上部壓力砧塊、上滲流板、待測(cè)定試樣、下滲流板和底座的中心線在一條直線上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天然氣水合物分解過(guò)程中力學(xué)特性變化的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述待測(cè)定試樣是天然氣水合物試樣。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK104502539SQ201410821387
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】公彬, 蔣宇靜, 王剛, 黃娜 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)