[發明專利]一種模擬海底可燃冰生成和開采的實驗裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201410230298.5
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN103980970B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 蔣宇靜;公彬;王剛;黃娜
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;C10L3/10;E21B43/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種模擬海底可燃冰生成和開采的實驗裝置，其特征是由不銹鋼缸體、中部滲透板、底部橡膠氣囊、頂部密封裝置和外部框架組成；整個裝置由中部的滲透板將缸體分為三部分，自上而下可分別模擬海水層、沉積層（水合物層）和自由氣層；缸體的前后面分別設計了3個窗口，便于觀察水合物生成及分解時的現象；頂部的密封裝置采用組合機械密封方式，可保證裝置的密封效果。

2.如權利要求1所述的模擬海底可燃冰生成和開采的實驗裝置，其特征在通過上部液壓控制壓力板能對海水層施加垂直方向的壓力，達到模擬海水對海底的靜水壓力的目的。

3.如權利要求1所述的模擬海底可燃冰生成和開采的實驗裝置，其特征在于可燃冰儲層的生成可以根據實驗的需要調節其孔隙比的數值，首先將多孔介質與冰粉均勻混合，然后根據實驗所需的孔隙比壓實。

4.如權利要求1所述的模擬海底可燃冰生成和開采的實驗裝置，其特征在于密封裝置由外部框架通過液壓千斤頂對密封裝置的上表面施加一個向下的作用力，反應釜內部的海水在下表面施加一個向上的作用力，其中向下的作用力要比向上的作用力大，從而起到理想的密封效果。

5.如權利要求1所述的模擬海底可燃冰生成和開采的實驗裝置，其特征在于可燃冰儲層的周圍圍繞一層導磁體的感應加熱裝置，能精確連續調節可燃冰儲層的溫度。

6.如權利要求1-5所述海底可燃冰生成和開采的實驗裝置的使用方法，其特征在于：

第一步：制作可燃冰儲層坯樣，根據實驗設計計算儲層所需的孔隙比，將混合均勻的沙粒和冰粉放入反應釜中用力壓實至需要的孔隙比；

第二步：密封好反應釜，調節反應釜空氣浴溫度，儲層上下表面通入甲烷氣體至一定壓力，調節感應加熱裝置對儲層坯樣加熱至冰剛好融化，維持該溫度一段時間使甲烷氣體充分溶解；?

第三步：待甲烷溶解完全，改降低溫度至實驗所需溫度，調節壓力至實驗壓力，生成水合物，并檢測水合物生成過程中飽和度等參數；?

第四步：向反應釜中注入與試驗溫度相同的水之充滿反應釜上部，此過程中收集排出的反應釜上部排出的甲烷氣體，調節上部密封裝置壓力板對水施加規定的壓力；?

第五步：選擇試驗方法，該方法包括減壓法、熱激法、化學試劑注入法、置換法或上述方法的聯合開采方法；?

第六步：調節有關裝置模擬對可燃冰的開采，并檢測記錄模擬過程中的數據；

第七步：分析數據。