一种水合物饱和度刻度标样及刻度方法技术

本发明专利技术公开了一种水合物饱和度刻度标样，包括非导电腔体、稳压活塞、稳压螺母、探测导线、数显压力传感器、探测探头、信号转换器、砂粒、水和气体。非导电腔体充填砂粒、气体和水，稳压活塞安装到非导电腔体内部一侧，并通过稳压活塞螺纹柄和稳压螺母与腔体一端固定，通过旋转稳压螺母使腔体内的水和气体保持压力稳定。非导电腔体中部开孔，与数显压力传感器连接，用于监测腔体压力。本发明专利技术还公开了一种利用水合物饱和度刻度标样进行刻度的方法，在对需要刻度的仪器进行刻度时需要将标样放置于低温恒温箱中，当生成水合物后记录仪器信号数值，并与标样对应的饱和度值对比。本发明专利技术实用性强，为准确计量水合物饱和度提供了工具。

A calibration method for hydrate saturation

【技术实现步骤摘要】
一种水合物饱和度刻度标样及刻度方法
本专利技术涉及一种水合物饱和度刻度标样及刻度方法，属于非常规油气开发

技术介绍
天然气水合物是近二十年来在海洋和冻土带发现的新型能源。天然气水合物是由天然气与水分子在高压和低温条件下合成的一种固态结晶物质，呈白色或浅灰外貌类似冰雪，可以像酒精块一样被点燃，因而有人通俗地称它为"可燃冰"。我国已在南海神狐海域成功实施天然气水合物试采，成为继加拿大、美国和日本之后，第四个具有水合物试采能力的国家。目前，针对天然气水合物的开发已开展了大量实验研究，尤其是研究了不同条件下天然气水合物生成、分解、流动规律等。在此研究过程中，水合物的饱和度及其在开发过程中的变化是分析水合物藏开采机理的最重要指标。目前主要是利用天然气水合物藏的电性特性和声学特性，研发了电阻率测试探头和声波探头。但在实际应用过程中，探测信号受多种因素影响，探测结果难以与真实水合物饱和度建立准确的关系。因此，在此领域还缺乏能够对电阻率测试探头和声波探头进行刻度的刻度标样。
技术实现思路
本专利技术提供一种水合物饱和度刻度标样及刻度方法。本专利技术的技术方案如下：一种水合物饱和度刻度标样及刻度方法，其特征在于，所述的水合物饱和度刻度标样包括非导电腔体、稳压活塞、稳压螺母、探测导线、数显压力传感器、探测探头、信号转换器、砂粒、水和气体；所述的砂粒填充非导电腔体，砂粒间的孔隙填充水和气体；所述的稳压活塞安装到非导电腔体内部一侧，并通过稳压活塞螺纹柄和稳压螺母与腔体一端固定，通过旋转稳压螺母使腔体内的水和气体保持压力稳定；所述的非导电腔体中部开孔，与数显压力传感器连接；所述的非导电腔体两侧端面开圆孔，稳压活塞螺纹柄从非导电腔体一侧端面中心圆孔中伸出；所述的稳压活塞螺纹柄为中空结构，探测导线一端通过螺纹柄的中空结构和腔体另一侧端面圆孔，与腔体内填充的砂粒中放置的探测探头连接，两侧探测导线的另一端连接信号转换接头，信号转换接头用于连接需要刻度的仪器。一种利用上述水合物饱和度刻度标样进行刻度的方法，包括以下步骤：(1)根据水合物饱和度刻度标样腔体内的气体类型，计算生成水合物的温度和压力关系曲线；(2)设计刻度时的压力，并根据水合物的温度和压力关系曲线，确定该压力对应的生成水合物的温度；(3)通过旋转稳压螺母调节腔体内压力，使数显压力计达到所设计的压力；(4)设定恒温箱温度低于生成水合物的温度，但高于水的冰点温度，将水合物饱和度标样放置在低温恒温箱中足够长时间，使水合物完全生成，在此期间如果数显压力计压力与设定压力不一致，通过旋转稳压螺母调节；(5)通过探测导线连接需要刻度的仪器，记录仪器信号数值，计算水合物饱和度；(6)选取其他水合物饱和度刻度标样，重复步骤(3)-(5)，利用测试结果反演水合物饱和度，并与标样对应的饱和度值对比，修正仪器参数。上述水合物饱和度刻度标样，其特征在于：所述非导电腔体由非导电但导热的刚性材料制作，腔体为筒状结构，腔体内侧打毛处理，耐受压力不小于15MPa。上述水合物饱和度刻度标样，其特征还在于：所述砂粒大小均匀，声波性质稳定；所述的水为盐水；所述的气体为甲烷、天然气、二氧化碳、或其他能够生成水合物的气体。上述水合物饱和度刻度标样，其特征还在于：所述稳压活塞螺纹柄一侧为非导电但导热的刚性材料制作，另一侧为橡胶材料制作，能够挤压砂粒，改变非导电腔体内水和气体的压力。上述水合物饱和度刻度标样，其特征还在于：所述的非导电腔体内水合物饱和度根据水和气体的体积比例计算确定，并可以通过设计水和气体的不同体积比例，制作一系列不同水合物饱和度的标样。附图说明图1是水合物饱和度刻度标样立体示意图；图2是水合物饱和度刻度标样侧视剖面图；图3是甲烷水合物生成的温度和压力关系曲线附图标记：1-非导电腔体、2-砂粒、气体、水混合物、3-稳压活塞、4-稳压活塞橡胶层、5-稳压螺母、6-稳压活塞螺纹柄、7-探测导线、8-探测探头、9-开孔、10-压力传感器、11-压力传感器数显表、12-信号转换接头。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。本专利技术所述的水合物饱和度刻度标样为整体结构。如图1所示，所述的水合物饱和度刻度标样包括非导电腔体1、稳压活塞3、稳压螺母5、探测导线7、压力传感器10、探测探头8、信号转换器11、砂粒、水和气体混合物2；砂粒、水和气体混合物2填充到非导电腔体1中，稳压活塞3安装到非导电腔体内部一侧，并通过稳压活塞螺纹柄6和稳压螺母5与腔体一端固定，通过旋转稳压螺母5使腔体内的水和气体保持压力稳定。非导电腔体中部开孔9，与数显压力传感器10连接。非导电腔体1两侧端面开圆孔，稳压活塞螺纹柄6从非导电腔体一侧端面中心圆孔中伸出。稳压活塞螺纹柄6为中空结构，探测导线7一端通过稳压活塞螺纹柄6的中空结构和腔体另一侧端面圆孔，与腔体内填充的砂粒中放置的探测探头8连接，两侧探测导线7的另一端连接信号转换接头11，信号转换接头11用于连接需要刻度的仪器。下面对利用水合物饱和度为30％的刻度标样对需要刻度的仪器进行刻度的具体步骤加以说明：第一步，根据标样中气体类型，确定水合物生成的温度和压力关系曲线。以甲烷水合物为例，其温度和压力关系曲线如图3所示。第二步，设计刻度时的压力为4.0MPa，根据图3水合物的温度和压力关系曲线，确定该压力对应的生成水合物的温度为4.2℃；第三步，通过旋转稳压螺母调节腔体内压力，使数显压力计显示压力为4.0MPa；第四步，恒温箱温度应低于生成水合物的温度，并高于冰点，因此设定为3℃，将水合物饱和度标样放置在低温恒温箱中48小时，使水合物完全生成，在此期间如果数显压力计压力与设定压力不一致，通过旋转稳压螺母调节；第五步，通过探测导线连接需要刻度的电阻率测试仪器，记录仪器信号数值；第六步，选取其他水合物饱和度刻度标样，重复步骤(3)-(5)，利用测试结果反演水合物饱和度，并与标样对应的饱和度值对比，修正仪器参数。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水合物饱和度刻度标样及刻度方法，其特征在于，所述的水合物饱和度刻度标样包括非导电腔体、稳压活塞、稳压螺母、探测导线、数显压力传感器、探测探头、信号转换器、砂粒、水和气体；所述的砂粒填充非导电腔体，砂粒间的孔隙填充水和气体；所述的稳压活塞安装到非导电腔体内部一侧，并通过稳压活塞螺纹柄和稳压螺母与腔体一端固定，通过旋转稳压螺母使腔体内的水和气体保持压力稳定；所述的非导电腔体中部开孔，与数显压力传感器连接；所述的非导电腔体两侧端面开圆孔，稳压活塞螺纹柄从非导电腔体一侧端面中心圆孔中伸出；所述的稳压活塞螺纹柄为中空结构，探测导线一端通过螺纹柄的中空结构和腔体另一侧端面圆孔，与腔体内填充的砂粒中放置的探测探头连接，两侧探测导线的另一端连接信号转换接头，信号转换接头用于连接需要刻度的仪器；一种利用所述的水合物饱和度刻度标样进行刻度的方法包括以下步骤：(1)根据水合物饱和度刻度标样腔体内的气体类型，计算生成水合物的温度和压力关系曲线；(2)设计刻度时的压力，并根据水合物的温度和压力关系曲线，确定该压力对应的生成水合物的温度；(3)通过旋转稳压螺母调节腔体内压力，使数显压力计达到所设计的压力；(4)设定恒温箱温度低于生成水合物的温度，但高于水的冰点温度，将水合物饱和度标样放置在低温恒温箱中足够长时间，使水合物完全生成，在此期间如果数显压力计压力与设定压力不一致，通过旋转稳压螺母调节；(5)通过探测导线连接需要刻度的仪器，记录仪器信号数值，计算水合物饱和度；(6)选取其他水合物饱和度刻度标样，重复步骤(3)‑(5)，利用测试结果反演水合物饱和度，并与标样对应的饱和度值对比，修正仪器参数。...

【技术特征摘要】
1.一种水合物饱和度刻度标样及刻度方法，其特征在于，所述的水合物饱和度刻度标样包括非导电腔体、稳压活塞、稳压螺母、探测导线、数显压力传感器、探测探头、信号转换器、砂粒、水和气体；所述的砂粒填充非导电腔体，砂粒间的孔隙填充水和气体；所述的稳压活塞安装到非导电腔体内部一侧，并通过稳压活塞螺纹柄和稳压螺母与腔体一端固定，通过旋转稳压螺母使腔体内的水和气体保持压力稳定；所述的非导电腔体中部开孔，与数显压力传感器连接；所述的非导电腔体两侧端面开圆孔，稳压活塞螺纹柄从非导电腔体一侧端面中心圆孔中伸出；所述的稳压活塞螺纹柄为中空结构，探测导线一端通过螺纹柄的中空结构和腔体另一侧端面圆孔，与腔体内填充的砂粒中放置的探测探头连接，两侧探测导线的另一端连接信号转换接头，信号转换接头用于连接需要刻度的仪器；一种利用所述的水合物饱和度刻度标样进行刻度的方法包括以下步骤：(1)根据水合物饱和度刻度标样腔体内的气体类型，计算生成水合物的温度和压力关系曲线；(2)设计刻度时的压力，并根据水合物的温度和压力关系曲线，确定该压力对应的生成水合物的温度；(3)通过旋转稳压螺母调节腔体内压力，使数显压力计达到所设计的压力；(4)设定恒温箱温度低于生成水合物的温度，但高...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜庆军，石丽娜，纪云开，赵二猛，周康，侯健，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37