The invention discloses a triaxial experimental pressure chamber for in-situ formation of marine hydrate and its use method, which is composed of a base, a sleeve and a piston rod. The sleeve is composed of a pressure chamber, a refrigerant circulating chamber with ribs and a heat preservation layer from the inside to the outside, on which a refrigerant circulating pipeline is arranged, and on the base there are pore pressure, confining pressure and air pressure exerting pipelines, and on the bottom there is an insulating insulation layer. When in use, the upper, lower main pads, upper and lower connecting blocks, copper wire mesh, latex film, latex sleeve and hollow cylinder samples are installed on the base in turn, and then pore water pressure, internal and external pressure, pore pressure are applied to the hollow sample in turn until hydrate is formed inside the sample. The pressure chamber can provide platform support for in-situ hydrate formation and triaxial experiments under horizontal gas migration conditions.
【技术实现步骤摘要】
一种海域水合物原位生成与三轴实验压力室及其使用方法
本专利技术涉及一种三轴实验压力室及其使用方法,尤其是一种适用于气体在水平运移条件下的海域水合物原位生成与三轴实验压力室与其使用方法。
技术介绍
天然气水合物又称可燃冰,是由水和天然气在高压低温环境中形成的冰态结晶状笼形化合物。天然气水合物是巨大的高效清洁能源,其储量约为2×1016m3,其碳含量约为地球化石能源(石油、天然气和煤)总碳量的2倍。天然气水合物主要赋存于深海大陆坡、陆隆和盆地沉积物中。现有开采方法多基于破坏储层相平衡条件:降低压力和升高温度,如降压法、热激法,或改变储层相平衡条件,如化学试剂法,或维持储层温度压力平衡条件,如流态化开采方法。无论哪种方法,如果开采过程控制不当均易导致天然气快速释放从而加剧温室效应,同时诱发地层失稳、海底滑坡、重力流和海啸等地质灾害,严重影响深海钻井和工程稳定。基于室内三轴实验的含水合物沉积物参数与演化是储层力学稳定评价的关键。国内外现有水合物原位生成条件多为气体流向平行大主应力方向,而海底气源垂直通过断层和泥底辟进入水合物稳定带后,还会有水平方向的运移扩散。水平方向气体渗透环境中水合物形成和开采扰动作用下含水合物沉积物失稳机制研究目前尚属空白。现有水合物原位生成与三轴实验装置主要针对实心试样,竖直方向通气,水合物合成时间长,且合成的水合物在试样高度方向分布不均匀。申请号为201410112371.9公开的“一种空心冻土试验装置及其使用方法”,采用空心圆柱试样可以实现水平方向温度梯度,但是不能实现水平气体渗透,且该装置主要针对的是冻土,难以适用于水合物的原位生成与 ...
【技术保护点】
1.一种海域水合物原位生成与三轴实验压力室,其特征在于:它包括底座(1)、套筒(2)和活塞杆(4),所述的套筒(2)包括由内到外的承压腔体(6)、制冷剂循环腔(7)和保温层(8);所述的底座(1)和套筒(2)间通过螺栓(22)和密封圈(23)密封,套筒(2)内设有固定空心圆柱试样(10)的上、下固定块,所述活塞杆(4)顶在空心圆柱试样的上固定块上,位于套筒(2)与空心圆柱试样所形成的外腔(3)内,所述活塞杆(4)穿过套筒(2)并与套筒(2)滑配密封,所述空心圆柱试样(10)的内腔(5)中设有铜丝网(11)和乳胶膜(9),空心圆柱试样(10)的外圆柱上设有带凸嘴(13)的乳胶套(12),所述的保温层(8)上设有与制冷剂循环腔(7)相通的制冷剂循环管路(14),所述的承压腔体(6)的外壁上设有位于制冷剂循环腔(7)内的等间距的肋缘(21);所述的底座(1)上依次设有围压施加管路(16),以及与空心圆柱试样相连通的孔隙水压施加管路(15)和孔隙气压施加管路(17)。
【技术特征摘要】
1.一种海域水合物原位生成与三轴实验压力室,其特征在于:它包括底座(1)、套筒(2)和活塞杆(4),所述的套筒(2)包括由内到外的承压腔体(6)、制冷剂循环腔(7)和保温层(8);所述的底座(1)和套筒(2)间通过螺栓(22)和密封圈(23)密封,套筒(2)内设有固定空心圆柱试样(10)的上、下固定块,所述活塞杆(4)顶在空心圆柱试样的上固定块上,位于套筒(2)与空心圆柱试样所形成的外腔(3)内,所述活塞杆(4)穿过套筒(2)并与套筒(2)滑配密封,所述空心圆柱试样(10)的内腔(5)中设有铜丝网(11)和乳胶膜(9),空心圆柱试样(10)的外圆柱上设有带凸嘴(13)的乳胶套(12),所述的保温层(8)上设有与制冷剂循环腔(7)相通的制冷剂循环管路(14),所述的承压腔体(6)的外壁上设有位于制冷剂循环腔(7)内的等间距的肋缘(21);所述的底座(1)上依次设有围压施加管路(16),以及与空心圆柱试样相连通的孔隙水压施加管路(15)和孔隙气压施加管路(17)。2.根据权利要求1所述的一种海域水合物原位生成与三轴实验压力室,其特征在于:所述的上固定块包括上连接块(26)、与上连接块(26)阶梯扣合的上主垫块(27),上连接块(26)与上主垫块(27)之间通过密封圈(23)和螺栓(22)连接;所述的下固定块包括下主垫块(24)、与下主垫块(24)阶梯配合的下连接块(25),下主垫块(24)与下连接块(25)之间通过密封圈(23)...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵晓东,庄昇烨,吕志远,张杰,田秋红,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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