[實用新型]天然氣水合物分解引起的海底滑坡模擬及觀測系統有效

申請號：	201420167305.7	申請日：	2014-04-08
公開（公告）號：	CN203772836U	公開（公告）日：	2014-08-13
發明（設計）人：	郭玲莉;李三忠;索艷慧;惠格格;戴黎明	申請（專利權）人：	中國海洋大學
主分類號：	G01N33/00	分類號：	G01N33/00;G01B11/16
代理公司：	北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419	代理人：	何自剛
地址：	266061 山***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	天然氣水合物分解引起海底滑坡模擬觀測系統
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【說明書】：

技術領域

本實用新型涉及海底滑坡模擬及觀測領域，尤其是一種天然氣水合物分解引起的海底滑坡模擬及觀測系統。

背景技術

天然氣水合物被普遍認為將是21世紀最具潛力的新型潔凈能源，我國廣闊的管轄海域、專屬經濟區及凍土地區有著巨大的水合物資源前景。海底天然氣水合物分解是誘發部分海底滑坡的一個關鍵因素，其作用機理是因為水合物分解導致海底巖石強度降低。從而當地震波、風暴波或人為擾動發生時在海底水合物穩定帶內引起海底滑坡或泥石流。

從研究方法看，目前國內外在評價與水合物相關的海底災害效應及穩定性這方面的研究以討論影響因素和定性研究為主，而發生機制及模型定量研究比較少見。物理模型實驗是定量化研究中最為直觀和有效的方法。物理模型實驗是采用實驗的方法，通過各種物理量測量手段對研究模型進行變形模擬分析，模型在實驗過程中的變形及其他參數的變化真實，不受人工干擾，能夠真實地反映地質體的受力情況。與水合物相關的物理實驗設備主要有兩種類型：1）研究含水合物沉積物的物理性質的儀器設備，如反應釜、小樣品三軸壓縮加載機、激光拉曼光譜(LRS，Laser?Raman?Spectroscopy)、孔隙度測量儀等儀器，這些儀器設備主要測定含天然氣水合物的沉積物層的某種工程特性（如溫度、孔隙度、光學、力學等性質），不能實現針對天然氣水合物分解可能引發的地質災害機制進行合理的評價和分析。2）模擬滑坡現象的離心機：其原理是將原型縮小制成模型，放在高速度場中旋轉，側重于對巖土力學參數的研究，其實驗條件限制了精確的變形測量，由于離心機的高速旋轉環境，目前這樣的離心機中還沒有專門的促使水合物分解裝置，用于天然氣水合物分解引起海底滑坡災害的物理模擬中。

在實驗研究領域，為模擬這種由水合物分解誘發的海底災害演變過程，常依據相似律準則，在實驗室條件下通過對地質相似材料的動力加載及對水合物相似材料的加熱分解來模擬和研究上述變形過程。

但是，現有技術中，對于相似材料模擬研究實驗仍有如下關鍵問題亟待解決：

1）要在實驗中實現對滑坡模型的相似材料模型控制和水合物相似材料的加熱分解，并要實現水合物相似材料的分解量及分解區控制；

2）實現水合物儲藏層的深度及坡度精確可控；

3）要實現對水合物分解引起滑坡的變形過程進行定量觀測，實時采集信息。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種天然氣水合物分解引起的海底滑坡模擬及觀測系統，以解決實驗室物理模擬實驗中無法對水合物相似材料樣品的分解量及分解區精確控制、樣品坡度角可控、滑坡變形定量化描述等問題。

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種天然氣水合物分解引起的海底滑坡模擬及觀測系統，其特征在于，包括：機械支架、加熱分解單元以及變形測量單元；其中，

所述機械支架，與所述加熱分解單元和變形測量單元相耦接，用于為所述加熱分解單元提供平臺與支撐，并為所述變形測量單元提供觀測區域；

所述加熱分解單元，與所述機械支架和變形測量單元相耦接，用于對被測的水合物材料進行加熱使其分解，并反饋分解量信息給所述變形測量單元；

所述變形測量單元，與所述機械支架和加熱分解單元相耦接，用于采集所述機械支架中的變形信號，根據該變形信號觀測所述加熱分解單元對被測的試件加熱分解后引起的變形過程，并按時間順序獲取該試件剖面的數字散斑圖像，生成該試件的變形信息并存儲。

優選地，所述機械支架，包括：基本框架、加熱平臺、加熱平臺升降架以及觀測窗；其中，