一种天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置，包括活塞杆、外部缸体、拼合卡扣、套筒、底座、及温度控制器，所述外部缸体与底座通过拼合卡扣卡和在一起，所述套筒套合在拼合卡扣上。所述温度控制器上方设置有上渗流板，下方设置有下渗流板，上渗流板上方设置有上部压力砧块，上部压力砧块上方设置有活塞杆，下渗流板下方设置有底座。所述上部压力砧块上设置有上部注气接口，所述底座上设置有底部注气孔、围压注油孔和围压回油孔。采用天然气水合物分解过程中力学特性的试验装置，能有效解决试样在转移过程中带来的分解问题，测得的结果更可靠，更接近实际情况。
【专利说明】一种天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及了一种天然气水合物力学特性的试验装置，具体是一种天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置。
【背景技术】
[0002]天然气水合物在自然界广泛分布在大陆、岛屿的斜坡地带、活动或被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。天然气水合物的形成条件有:低温，温度一般低于10°c ;高压，压力一般高于1MPa;充足的天然气(烃类，以甲烷为主)气体来源；有利的水合物赋存空间。天然气水合物形成的气体来源主要是:存在于深部的有机质受热解作用所产生的气体并向上运移；微生物降解沉积物中有机质而产生的气体；火山作用产生的气体；大气溶解。根据以上条件的分析和探测，天然气水合物主要分布于高玮度陆地(冻土带)和海底。据统计。90%海域均含有天然气水合物，分布于各大洋边缘海域的陆坡、陆隆以及盆地与部分内陆海，在特殊环境中，则可以再海底表面富集。
[0003]从天然气水合物沉积层中采收天然气会使海底沉积层强度降低，增加海床的不稳定性，可能引起地址塌陷，海底滑坡等灾害。如何经济高效、安全的开采天然气水合物，同时又不引起海底滑坡与沉积层坍塌等地质灾害，需要深入研宄水合物沉积物的力学特性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种新型的测试天然气水合物分解过程中力学特性的试验装置，能有效解决试样在转移过程中带来的分解问题，测得的结果更可靠，更接近实际情况。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0006]一种天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置，包括活塞杆、外部缸体、拼合卡扣、套筒、底座、及温度控制器，所述外部缸体与底座通过拼合卡扣卡和在一起，所述套筒套合在拼合卡扣上；所述温度控制器上方设置有上渗流板，下方设置有下渗流板，上渗流板上方设置有上部压力砧块，上部压力砧块上方设置有活塞杆，下渗流板下方设置有底座；所述上部压力砧块上设置有上部注气接口，所述底座上设置有底部注气孔、围压注油孔和围压回油孔。
[0007]优选地，所述温度控制器中放置待测定试样。
[0008]优选地，所述温度控制器上设置有试样排气接口和试样排水接口。
[0009]优选地，所述温度控制器是导磁体温度控制器或者超导磁体温度控制器。
[0010]优选地，所述外部缸体与底座之间设置有密封环。
[0011]优选地，所述上部压力砧块、上渗流板、待测定试样、下渗流板和底座的中心线在一条直线上。
[0012]优选地，所述待测定试样是天然气水合物试样。
[0013]本发明的有益效果是:采用天然气水合物分解过程中力学特性的试验装置，能有效解决试样在转移过程中带来的分解问题，测得的结果更可靠，更接近实际情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置结构示意图。
[0015]图2是放置待测定试样部分局部放大图。
[0016]其中:1是活塞杆，2是外部缸体，3是拼合卡扣，4是套筒，5是底座，6是温度控制器，7是上渗流板，8是下渗流板，9是上部压力砧块，10是上部注气接口，11是底部注气孔，12是围压注油孔，13是围压回油孔，14是待测定试样，15是试样排气接口，16是试样排水接口，17是密封环。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明做进一步的说明。
[0018]结合图1和图2，一种天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置，包括活塞杆1、外部缸体2、拼合卡扣3、套筒4、底座5、及温度控制器6，所述外部缸体2与底座5通过拼合卡扣3卡和在一起，所述套筒4套合在拼合卡扣3上。所述温度控制器6上方设置有上渗流板7，下方设置有下渗流板8，上渗流板7上方设置有上部压力砧块9，上部压力砧块9上方设置有活塞杆1，下渗流板8下方设置有底座5。所述上部压力砧块9上设置有上部注气接口 10，所述底座5上设置有底部注气孔11、围压注油孔12和围压回油孔13。所述温度控制器6中放置待测定试样14。所述温度控制器6上设有试样排气接口 15和试样排水接口 16。所述温度控制器6是导磁体温度控制器或者超导磁体温度控制器。所述外部缸体2与底座5之间设置有密封环17。所述上部压力砧块9、上渗流板7、待测定试样14、下渗流板8和底座5的中心线在一条直线上。所述待测定试样14是天然气水合物试样。
[0019]使用该装置测试天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验方法，其步骤如下:
[0020]步骤1:制作天然气水合物试样；
[0021]步骤2:安装待测定试样，调整待测定试样位置；待测定试样的安装包括安装温度控制器6、安装上渗流板7、下渗流板8、安装上部压力砧块9以及将上述组合体准确安装到底座5上，整个安装组合过程务必保持待测定试样14、上渗流7、下渗流板8、上部压力砧块9和底座5的中心线在一条直线上；
[0022]步骤3:通过试样排气接口 15和试样排水接口 16连接外部排气、排水收集设备；
[0023]步骤4:连接数据采集设备；
[0024]步骤5:选择实验方法模拟天然气水合物开采并采集记录实验数据。
[0025](a)减压法模拟天然气水合物开采时，通过改变待测定试样14上下两个端面之间的压力差来实现，根据实验精度的需要设置合适的压降梯度，逐级降压，试样力学参数等实验数据实时的传输到外部的工控机等数据处理设备，待测定试样减压分解产生的气体和水通过排气和排水接口连接到外部的收集设备可以分别得到实验过程中的产气和产水数据。
[0026](b)热激法模拟天然气水合物开采时，通过温度控制器6实现，导磁体能够控制磁通的密度和方向，改变感应器中的电流分布，达到所需要的各种加热要求。设置实验所需温度输入控制器即可模拟天然气水合物热激法开采，同时还可以实现分段升温控制，实现模拟实际开采中多次注热的效果。试样力学参数等实验数据实时的传输到外部的工控机等数据处理设备，待测定试样加热分解产生的气体和水通过排气和排水接口连接到外部的收集设备可以分别得到实验过程中的产气和产水数据。
[0027]采用天然气水合物分解过程中力学特性的试验装置，能有效解决试样在转移过程中带来的分解问题，测得的结果更可靠，更接近实际情况。
[0028]当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本【技术领域】的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置，其特征在于，包括活塞杆、外部缸体、拼合卡扣、套筒、底座、及温度控制器，所述外部缸体与底座通过拼合卡扣卡和在一起，所述套筒套合在拼合卡扣上；所述温度控制器上方设置有上渗流板，下方设置有下渗流板，上渗流板上方设置有上部压力砧块，上部压力砧块上方设置有活塞杆，下渗流板下方设置有底座；所述上部压力砧块上设置有上部注气接口，所述底座上设置有底部注气孔、围压注油孔和围压回油孔。
2.根据权利要求1所述的天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置，其特征在于，所述温度控制器中放置待测定试样。
3.根据权利要求1所述的天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置，其特征在于，所述温度控制器上设置有试样排气接口和试样排水接口。
4.根据权利要求3所述的天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置，其特征在于，所述温度控制器是导磁体温度控制器或者超导磁体温度控制器。
5.根据权利要求1所述的天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置，其特征在于，所述外部缸体与底座之间设置有密封环。
6.根据权利要求2所述的天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置，其特征在于，所述上部压力砧块、上渗流板、待测定试样、下渗流板和底座的中心线在一条直线上。
7.根据权利要求6所述的天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验装置，其特征在于，所述待测定试样是天然气水合物试样。
【文档编号】G01N33/00GK104502539SQ201410821387
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】公彬, 蒋宇静, 王刚, 黄娜 申请人:山东科技大学