[發(fā)明專利]一種含天然氣水合物土直剪強(qiáng)度的試驗(yàn)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310642679.X
• 申請(qǐng)日: 2013-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN103616300A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏厚振;韋昌富;況輝;田慧會(huì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01N3/24
• 分類號(hào): G01N3/24
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉杰

1.一種含天然氣水合物土直剪強(qiáng)度的試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：釜體；剪切盒；壓帽；以及

恒溫箱，用于為所述釜體提供恒定的作業(yè)溫度；所述釜體置于所述恒溫箱的內(nèi)部；

上活塞組件，用于在實(shí)驗(yàn)過程中給試樣加載垂直壓力，所述上活塞組件穿過所述釜體并通過所述壓帽與所述剪切盒接觸；下活塞組件，用于在實(shí)驗(yàn)過程中給所述剪切盒提供剪切力，所述下活塞組件穿過所述釜體與所述剪切盒的下剪切板連接；

第一測(cè)量機(jī)構(gòu)，用于測(cè)量所述上活塞組件豎直方向上的位移；所述第一測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述上活塞組件的側(cè)部，且二者固定連接；第二測(cè)量機(jī)構(gòu)，用于測(cè)量所述下活塞組件水平方向上的位移；所述第二測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述下活塞組件的側(cè)部，且二者固定連接；第三測(cè)量機(jī)構(gòu)，用于測(cè)量所述釜體內(nèi)部的作業(yè)溫度；所述第三測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述釜體的側(cè)部，且二者固定連接；

氣體回收模塊，用于回收所述釜體內(nèi)升溫分解水合物所產(chǎn)生的氣體；所述氣體回收模塊與所述釜體的內(nèi)腔相連；氣壓供給模塊，用于為所述上活塞組件垂直方向上的運(yùn)動(dòng)提供氣壓；所述氣壓供給模塊與所述上活塞組件的內(nèi)腔相連；氣源供給模塊，用于為所述釜體的內(nèi)腔提供氣源；所述氣源供給模塊與所述釜體的內(nèi)腔相連；液壓供給模塊，用于為所述下活塞組件水平方向勻速運(yùn)動(dòng)提供液壓；所述液壓供給模塊與所述下活塞組件的內(nèi)腔相連；真空環(huán)境生成模塊，用于為所述釜體的內(nèi)腔制造真空環(huán)境；所述真空環(huán)境生成模塊與所述釜體的內(nèi)腔相連；

數(shù)據(jù)采集終端，用于實(shí)時(shí)采集所述第一測(cè)量機(jī)構(gòu)、所述第二測(cè)量機(jī)構(gòu)、所述第三測(cè)量機(jī)構(gòu)、所述氣壓供給模塊、所述氣源供給模塊、所述液壓供給模塊所測(cè)量的數(shù)據(jù)信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述上活塞組件包括：

上活塞及上活塞桿；

所述上活塞桿依次穿過所述上活塞、所述釜體的頂部并通過所述壓帽與所述剪切盒接觸；

所述第一測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述上活塞的側(cè)部；所述氣壓供給模塊與所述上活塞的內(nèi)腔相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述下活塞組件包括：

下活塞及下活塞桿；

所述下活塞桿依次穿過所述下活塞、所述釜體的側(cè)部與所述剪切盒的下剪切板連接；

所述第二測(cè)量機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述下活塞的側(cè)部；所述液壓供給模塊與所述下活塞的內(nèi)腔相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于：

所述第一測(cè)量機(jī)構(gòu)是第一位移傳感器，所述第一位移傳感器與所述數(shù)據(jù)采集終端連接；

和/或，

所述第二測(cè)量機(jī)構(gòu)是第二位移傳感器，所述第二位移傳感器與所述數(shù)據(jù)采集終端連接；

和/或，

所述第三測(cè)量機(jī)構(gòu)是溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述數(shù)據(jù)采集終端連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述氣體回收模塊包括：

氣體回收裝置以及氣體回收閥門；

所述氣體回收裝置通過所述氣體回收閥門與所述釜體的內(nèi)腔相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述氣壓供給模塊包括：

第一氣瓶、第一調(diào)壓閥、第一復(fù)位閥、第一放空閥、第一加壓閥、第一壓力表、第一壓力傳感器以及第一復(fù)位放空閥；

所述第一氣瓶與所述第一調(diào)節(jié)閥連接；所述第一調(diào)壓閥依次通過所述第一復(fù)位閥、所述第一放空閥與所述上活塞的內(nèi)腔相連；所述第一調(diào)壓閥依次通過所述第一加壓閥、所述第一壓力表、所述第一壓力傳感器以及所述第一復(fù)位放空閥與所述上活塞的內(nèi)腔相連；

所述第一壓力傳感器與所述數(shù)據(jù)采集終端連接，用于測(cè)量所述上活塞的內(nèi)腔壓力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述氣源供給模塊包括：

第二氣瓶、第二調(diào)壓閥、第三調(diào)壓閥、高壓閥、低壓閥、第二壓力表、第二壓力傳感器以及第二放空閥；

所述第二氣瓶分別與所述第二調(diào)壓閥、所述第三調(diào)壓閥連接；所述第二調(diào)壓閥依次通過所述高壓閥、所述第二壓力表、所述第二壓力傳感器及第二放空閥與所述釜體的內(nèi)腔相連；所述第三調(diào)壓閥依次通過所述低壓閥、所述第二壓力表、所述第二壓力傳感器及所述第二放空閥與所述釜體的內(nèi)腔相連；

所述第二放空閥設(shè)置在所述釜體上；所述第二壓力傳感器與所述數(shù)據(jù)采集終端連接，用于測(cè)量所述下活塞的內(nèi)腔壓力。