一种天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验方法

摘要

本发明涉及了一种天然气水合物力学特性的试验方法，尤其涉及一种天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验方法。其特征在于水合物试样放置于（超）导磁体温度控制器中，可以精确控制水合物周围的温度，可以充分模拟实际中水合物开采时的分解情况并能测试分解过程中水合物的力学特性的变化。该发明包括试样的制作、试验方法的选择、数据采集。本发明可以模拟测试原位生成水合物分解过程中力学特性的变化。

说明书

技术领域

本发明涉及了一种天然气水合物力学特性的试验方法，尤其涉及一种天然气水合物分解过程中力学特性变化的试验方法。 

背景技术

天然气水合物在自然界广泛分布在大陆、岛屿的斜坡地带、活动和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：低温，温度一般低于10℃；高压，压力一般高于10MPa；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。根据对以上条件的分析和探测，天然气水合物主要分布于高纬度陆地（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，则可以在海底表面富集。 

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，可能引起地质塌陷，海底滑坡等灾害。如何经济高效，安全的开采天然气水合物，同时又不会引起海底滑坡与沉积层坍塌等地质灾害，需要深入研究水合物沉积物的力学特性。 

发明内容

本发明的目的是提出一种新型的测试水合物分解过程中力学特性的试验方法，能有效的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。 

本发明采用如下技术方案： 

1. 一种天然气水合物力学特性的试验方法：其特征在于：步骤如下：

1）、制作天然气水合物试样；

2）、安装试样，调整试样位置；

3）、连接排气、排水设备；

4）、连接数据采集设备；

5）、选择实验方法模拟水合物开采并采集记录实验数据。

2.根据权利要求1所述的天然气水合物力学特性的试验方法，其特征在于：步骤1中所述的天然气水合物试样已在同一发明人其他专利中详细提到。 

3.实验中所用到的加热装置为（超）导磁体温度控制器，可精确的实现温度的控制。 

附图说明

图1是本发明天然气水合物分解过程中力学特性变化试验方法的装置示意图。 

图2是本发明天然气水合物分解过程中力学特性变化试验方法的装置试样部分局放大示意图。 

图中各标记如下：1活塞杆、2外部缸体、3（超）导磁体温度控制器、4拼合卡扣、5套筒、6围压注油孔、7底座、8底部注气孔、9围压回油孔、10密封环、11下渗流板、12试样、13上渗流板、14上部注气接口、15上部压力砧、16试样排气接口、17试样排水接口。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细说明： 

1. 一种天然气水合物力学特性的试验方法：其特征在于：步骤如下：

1）、制作天然气水合物试样，试样制作方法已在同一发明人其他专利中详细提到，该方法可根据实验者的需求制作特定孔隙比的试样；

2）、安装试样，调整试样位置。试样的安装包括装套导磁体外套筒3、安装上下渗流板11、13、安装上部压力砧块15以及将上述组合体准确安装到7底座上，整个安装组合过程务必保持试样12、上下渗流板11、13、上部压力砧块15和底座7的中心线在一条垂直线上；

3）、通过试样上部排气接口16和试样下部排水接口17连接外部排气、排水收集设备；

4）、连接数据采集设备；

5）、选择实验方法模拟水合物开采并采集记录实验数据。

（a）减压法模拟水合物开采时，通过改变试样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，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。 

（b）热激法模拟水合物开采时，通过3（超）导磁体温度控制器实现，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，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。 

以上所述实施例，只是本发明较优选的具体的实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。