本发明专利技术属于岩石物理领域，涉及一种海底沉积物人工样品声学特征测量装置和方法。包括：岩心夹持器、真空泵、轴压泵、围压泵、气体输入设备、液体注入泵、低温恒温箱和数据采集系统；气体输入设备用于为所述岩心夹持器内部输入气体；液体注入泵用于为所述岩心夹持器内部注入液体；真空泵用于对所述岩心夹持器内部抽真空；轴压泵和围压泵分别用于为所述岩心夹持器提供轴向和径向压力；低温恒温箱设置于所述岩心夹持器外部，用于控制岩心夹持器的温度；数据采集系统包括晶片，晶片设置在岩心夹持器两端的堵头内，用于实时测量样品的声学特征。本发明专利技术基于人工岩心制备技术，获得实验结果，结合理论分析，有助于科研和工程实践活动。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩石物理领域，具体地，涉及一种海底沉积物人工样品声学特征测量装置和方法。
技术介绍
1、海底表层沉积物作为水声的下边界和地声的上边界，其声学特性研究一直是海洋学、海洋物理学、水声学、沉积声学等学科领域和海洋工程建设关注的焦点和热点。由于海底沉积物的组成成分、颗粒尺寸、结构形态存在多样性，导致海底沉积物的声学特性复杂异常。其中，海底沉积物的物质组成结构和测量声波频率是当前海底沉积物声学特性分析差异的两个主要因素。海底沉积物声学特征测量主要有三种主要方法：地声反演、海底原位声学测量和采样样品声学测量，这三种方法得到的海底沉积物声学特征普遍受环境温度和压力状态影响。
2、鉴于以上三种海底沉积物声学特征测量方法的局限性，本专利技术利用人工岩心制备技术，利用天然气水合物岩心制备装置制备海底沉积物样品，测量声学特征，研究矿物成分、颗粒尺寸、温度、压力等因素对海底沉积物样品声学特征的影响。
技术实现思路
1、海底沉积物具有多相、多颗粒、多形态的组成结构，导致其声学特性复杂多样，地声反演、采样样品测量、海底原位测量等测量研究方法通常只能获得海底沉积物的部分声学参数，与实际结果存在一定误差。本专利技术主要用于制作海底沉积物人工样品，并在温度和压力可控条件下开展声学特征测试，结合实验结果分析矿物成分、颗粒尺寸、环境温度、压力等因素对海底沉积物的声学特征的影响。
2、为了实现上述目的，本专利技术的第一方面提供一种海底沉积物人工样品声学特征测量装置，包括：
>3、岩心夹持器、真空泵、轴压泵、围压泵、气体输入设备、液体注入泵和低温恒温箱和数据采集系统；4、所述气体输入设备用于为所述岩心夹持器内部输入气体；
5、所述液体注入泵用于为所述岩心夹持器内部注入液体；
6、所述真空泵用于对所述岩心夹持器内部抽真空；
7、所述轴压泵和围压泵分别用于为所述岩心夹持器提供轴向和径向压力；
8、所述低温恒温箱设置于所述岩心夹持器外部，用于控制岩心夹持器的温度；
9、所述数据采集系统包括晶片，所述晶片设置在岩心夹持器两端的堵头内，用于实时测量样品的声学特征。
10、可选的，所述岩心夹持器上设置有温度传感器和压力传感器。
11、本专利技术的第二方面提供一种海底沉积物人工样品声学特征测量方法，该方法采用所述的装置进行，包括如下步骤：
12、准备不同颗粒尺寸的矿物组分，混合均匀并放入岩心夹持器中，抽真空后注入水，并设定轴压泵、围压泵的压力，以及设定低温恒温箱的温度，对岩心夹持器中的矿物组分进行加压降温，制得海底沉积物人工样品；
13、待岩心夹持器中的压力温度稳定不变后，测量海底沉积物人工样品的声学特征。
14、可选的，所述矿物组分包括石英砂、高岭土和膨润土中的至少一种。
15、可选的，所述海底沉积物人工样品的制备压力范围为0～25mpa，制备温度范围为-10℃～35℃。
16、可选的，测量声学特征的方法包括：通过岩心夹持器堵头内的晶片，测量海底沉积物人工样品的横波和纵波波形，获得声学参数。
17、可选的，测量同一样品在不同温度和压力条件下的声学特征，分别获得声学参数与温度、压力的关系。
18、可选的，测量不同颗粒尺寸的样品的声学特征，获得声学参数与颗粒尺寸的关系。
19、可选的，测量不同矿物成分的样品的声学特征，获得声学参数与矿物成分的关系。
20、可选的，矿物组分放入岩心夹持器之后，抽真空至压力为-0.01mpa～-0.1mpa，然后注水至岩心夹持器压力达到0.01mpa～0.1mpa。
21、本专利技术的优点：本专利技术基于人工岩心制备技术，制备不同矿物成分、颗粒尺寸、温度、压力条件下的海底沉积物样品并测量样品的声学特征，获得实验结果，结合理论分析，有助于海底沉积物的弹性性质研究、沉积物类型辨识、矿产资源勘探、海洋工程建设等科研和工程实践活动。
22、本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
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【技术保护点】
1.一种海底沉积物人工样品声学特征测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海底沉积物人工样品声学特征测量装置，其中，所述岩心夹持器上设置有温度传感器和压力传感器。
3.一种海底沉积物人工样品声学特征测量方法，其特征在于，该方法采用1或2所述的装置进行，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的海底沉积物人工样品声学特征测量方法，其中，所述矿物组分包括石英砂、高岭土和膨润土中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的海底沉积物人工样品声学特征测量方法，其中，所述海底沉积物人工样品的制备压力范围为0～25MPa，制备温度范围为-10℃～35℃。
6.根据权利要求3所述的海底沉积物人工样品声学特征测量方法，其中，测量声学特征的方法包括：通过岩心夹持器堵头内的晶片，测量海底沉积物人工样品的横波和纵波波形，获得声学参数。
7.根据权利要求6所述的海底沉积物人工样品声学特征测量方法，其中，测量同一样品在不同温度和压力条件下的声学特征，分别获得声学参数与温度、压力的关系。
8.根据权利要求6所述的海底沉积物人工样品声学特征测量方法，其中，测量不同颗粒尺寸的样品的声学特征，获得声学参数与颗粒尺寸的关系。
9.根据权利要求6所述的海底沉积物人工样品声学特征测量方法，其中，测量不同矿物成分的样品的声学特征，获得声学参数与矿物成分的关系。
10.根据权利要求3所述的海底沉积物人工样品声学特征测量方法，其中，矿物组分放入岩心夹持器之后，抽真空至压力为-0.01MPa～-0.1MPa，然后注水至岩心夹持器压力达到0.01MPa～0.1MPa。
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【技术特征摘要】
1.一种海底沉积物人工样品声学特征测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海底沉积物人工样品声学特征测量装置，其中，所述岩心夹持器上设置有温度传感器和压力传感器。
3.一种海底沉积物人工样品声学特征测量方法，其特征在于，该方法采用1或2所述的装置进行，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的海底沉积物人工样品声学特征测量方法，其中，所述矿物组分包括石英砂、高岭土和膨润土中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的海底沉积物人工样品声学特征测量方法，其中，所述海底沉积物人工样品的制备压力范围为0～25mpa，制备温度范围为-10℃～35℃。
6.根据权利要求3所述的海底沉积物人工样品声学特征测量方法，其中，测量声学特征的方法包括：通过岩心夹持器堵头内的...
【专利技术属性】
技术研发人员：闾晨，司文朋，刘卫华，邢廷栋，王莹，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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