水合物及含水合物沉积物拉张破坏过程测试装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及天然气水合物工程力学性能测试与评价领域，具体涉及一种水合物及含水合物沉积物拉张破坏过程测试装置与方法。包括水合物拉裂系统、气体供给系统、制冷系统、供压系统和数据监测系统，水合物拉裂系统分别与气体供给系统、制冷系统、供压系统、数据监测系统连接；所述水合物拉裂系统包括反应釜、水合物承载拉裂架和荷载施加机构，荷载施加机构与水合物承载拉裂架连接，所述水合物承载拉裂架包括下拉裂架和上拉裂架，上拉裂架位于下拉裂架的上方，且上拉裂架滑动套在下拉裂架的外侧。实现了不同沉积物体系中的天然气水合物抗拉强度测试、不同拉力加载方式下的水合物抗拉强度测试以及不同材料对天然气水合物附着力的影响测试。响测试。响测试。

【技术实现步骤摘要】
水合物及含水合物沉积物拉张破坏过程测试装置与方法


[0001]本专利技术涉及天然气水合物工程力学性能测试与评价领域，具体涉及一种通过室内人工重塑不同类型的水合物
‑
沉积物体系并测量其拉张强度及其与其他介质之间附着力的测试方法及装置。

技术介绍

[0002]天然气水合物又称“可燃冰”，是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，主要分布于深海沉积物或陆域永久冻土带。因其具有分布广、储量大、埋藏浅、能效高、污染低等优点，是“后石油时代”最具潜力的替代能源之一，且关于天然气水合物的研究也逐渐受到各国学者关注。
[0003]通常情况下，天然气水合物赋存于海底松散的沉积层中，多为泥质胶结的粉砂岩、粉细砂岩，埋藏深度浅，成岩性差，胶结程度低，结构十分疏松，相比于一般沉积层，水合物沉积层的岩石强度相对较弱。特别是在深海钻井和天然气水合物开发过程当中，水合物的分解会导致井眼的坍塌破坏和储层失稳变形，对钻井作业和开发生产带来潜在风险。同时，天然气水合物的开采是一个敏感系统，储层温度、压力、体积的微小变化都会导致水合物的分解或形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物拉张强度测试装置，其特征在于，包括水合物拉裂系统(1)、气体供给系统(2)、制冷系统(3)、供压系统(4)和数据监测系统(5)，水合物拉裂系统(1)分别与气体供给系统(2)、制冷系统(3)、供压系统(4)、数据监测系统(5)连接；所述水合物拉裂系统(1)包括反应釜(1
‑
1)、水合物承载拉裂架(1
‑
2)和荷载施加机构(1
‑
3)，荷载施加机构(1
‑
3)与水合物承载拉裂架(1
‑
2)连接，水合物承载拉裂架(1
‑
2)和荷载施加机构(1
‑
3)均设置在反应釜(1
‑
1)内；所述水合物承载拉裂架(1
‑
2)包括下拉裂架(1
‑2‑
1)和上拉裂架(1
‑2‑
2)，上拉裂架(1
‑2‑
2)位于下拉裂架(1
‑2‑
1)的上方，且上拉裂架(1
‑2‑
2)滑动套在下拉裂架(1
‑2‑
1)的外侧；所述上拉裂架(1
‑2‑
2)包括上粗筒(1
‑2‑
5)、上细筒(1
‑2‑
6)和上盖(1
‑2‑
14)，上细筒(1
‑2‑
6)的顶端中部与上粗筒(1
‑2‑
5)固定连接，且上细筒(1
‑2‑
6)的内腔与上粗筒(1
‑2‑
5)的内腔连通，上粗筒(1
‑2‑
5)的顶端与上盖(1
‑2‑
14)之间固定连接，上盖(1
‑2‑
14)的底部表面中部固定有环扣(1
‑2‑
10)，上粗筒(1
‑2‑
5)的环形侧壁均匀间隔设置数个气孔(1
‑2‑
7)；所述下拉裂架(1
‑2‑
1)包括下细筒(1
‑2‑
3)、下粗筒(1
‑2‑
4)和下盖(1
‑2‑
12)，下粗筒(1
‑2‑
4)的顶端中部与下细筒(1
‑2‑
3)固定连接，且下粗筒(1
‑2‑
4)的内腔与下细筒(1
‑2‑
3)的内腔连通，下粗筒(1
‑2‑
4)的底端与下盖(1
‑2‑
12)之间固定连接，下细筒(1
‑2‑
3)滑动套在上细筒(1
‑2‑
6)的内侧，下粗筒(1
‑2‑
4)的环形侧壁均匀间隔设置数个气孔(1
‑2‑
7)，下粗筒(1
‑2‑
4)的顶部表面均匀间隔设置数个定位槽(1
‑2‑
13)，荷载施加机构(1
‑
3)放置在定位槽(1
‑2‑
13)内，下细筒(1
‑2‑
3)上部的环形侧壁上设有安装有密封圈Ⅱ(1
‑2‑
11)的卡槽，密封圈Ⅱ(1
‑2‑
11)位于下细筒(1
‑2‑
3)和上细筒(1
‑2‑
6)之间，下细筒(1
‑2‑
3)下部的环形侧壁上对称固定有数个限位板(1
‑2‑
8)；所述荷载施加机构(1
‑
3)包括数个沿下粗筒(1
‑2‑
4)的顶部表面均匀间隔设置的水压活塞，水压活塞包括外筒(1
‑3‑
5)和活塞(1
‑3‑
4)，外筒(1
‑3‑
5)内设有竖向空腔，活塞(1
‑3‑
4)滑动设置在竖向空腔内，活塞(1
‑3‑
4)的顶部与上拉裂架(1
‑2‑
2)接触，活塞(1
‑3‑
4)下部的外表面设有数道安装有密封圈Ⅲ(1
‑3‑
7)的凹槽，密封圈Ⅲ(1
‑3‑
7)位于活塞(1
‑3‑
4)和外筒(1
‑3‑
5)之间，外筒(1
‑3‑
5)的下部设有注水孔(1
‑3‑
7)，外筒的竖向空腔通过注水孔(1
‑3‑
7)与供压系统(4)连通。2.根据权利要求1所述的天然气水合物拉张强度测试装置，其特征在于，所述反应釜(1
‑
1)包括反应釜本体(1
‑1‑
1)、反应釜盖(1
‑1‑
4)和蓝宝石玻璃(1
‑1‑
2)，反应釜盖(1
‑1‑
4)固定在反应釜本体(1
‑1‑
1)的顶部，反应釜盖(1
‑1‑
4)外壁的下部设有环形的密封圈Ⅰ(1
‑1‑
6)，密封圈Ⅰ(1
‑1‑
6)位于反应釜盖(1
‑1‑
4)和反应釜本体(1
‑1‑
1)之间；所述反应釜盖(1
‑1‑
4)内设有温度传感器安装孔(1
‑1‑
5)，反应釜本体(1
‑1‑
1)的侧壁中部设有蓝宝石玻璃(1
‑1‑
2)，蓝宝石玻璃(1
‑1‑
2)和反应釜本体(1
‑1‑
1)之间设有密封垫(1
‑1‑
3)，反应釜本体(1
‑1‑
1)的侧壁上还有设有进气孔(1
‑1‑
7)和进水管道(1
‑1‑
8)，反应釜本体(1
‑1‑
1)通过进气孔(1
‑1‑
7)与气体供给系统(2)连接，反应釜本体(1
‑1‑
1)通过进水管道(1
‑1‑
8)与供压系统(4)连接，反应釜本体(1
‑1‑
1)的底部设有圆形凹槽Ⅰ(1
‑1‑
9)，水合物承载拉裂架(1
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐猛，李彦龙，张丹丹，郁桂刚，吴能友，陈明涛，宁伏龙，
申请(专利权)人：青岛海洋科学与技术国家实验室发展中心，
类型：发明
国别省市：