[發明專利]天然氣水合物分解導致甲烷氣體泄漏的模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201510726175.5
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105372392B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 張旭輝;魯曉兵;王淑云;魏偉;張金華;彭涌
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所;中國石油天然氣股份有限公司勘探開發研究院廊坊分院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙)11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種天然氣水合物分解導致甲烷氣體泄漏的模擬實驗裝置，包括：

高壓釜，為空心的圓柱形，由上至下依次分為氣體層、海水層、上覆沉積層和水合物沉積層；

開采模擬井筒，設置在所述高壓釜的底部，且在所述高壓釜內的開口位于所述水合物沉積層內；

溫控系統，設置在所述高壓釜的底部外表面，且圍繞所述水合物沉積層的外圓周布置；

氣壓加載裝置，設置在所述高壓釜的頂部，用于向所述高壓釜內打入預定壓力；

攝像機，設置在所述海水層，用于獲取甲烷氣體在海水中的狀態；

溫度壓力測量模塊，設置在所述高壓釜的上覆沉積層和水合物沉積層內，以獲取所處位置的溫度和壓力信息；

濃度測量模塊，設置在所述高壓釜的上覆沉積層和水合物沉積層內，用于獲取當前位置處的甲烷氣體濃度；

隔板，設置在所述上覆沉積層和所述水合物沉積層之間，用于隔熱和電絕緣，包括多個軸向貫穿的通孔。

2.根據權利要求1所述的模擬實驗裝置，其中，

在所述上覆沉積層和所述水合物沉積層的側壁處設置有超聲測量模塊，用于測量天然氣水合物分解過程中該層超聲波速的變化規律。

3.根據權利要求2所述的模擬實驗裝置，其中，

每層所述超聲測量模塊有兩個，且分別對稱設置在所述上覆沉積層和所述水合物沉積層的相對兩側，每層的所述超聲測量模塊處于同一水平位置。

4.根據權利要求3所述的模擬實驗裝置，其中，

所述超聲測量模塊的頻率測量范圍為100kHz～1MHz。

5.根據權利要求1所述的模擬實驗裝置，其中，

所述溫度壓力測量模塊為集溫度和壓力測量一體的傳感器，所述傳感器在所述上覆沉積層布置在所述高壓釜中心軸的一側，在所述水合物沉積層布置在所述高壓釜中心軸的另一側。

6.根據權利要求5所述的模擬實驗裝置，其中，

所述傳感器在所述上覆沉積層和所述水合物沉積層分別設置有兩層，并分別位于各層的1/4和3/4處。

7.根據權利要求1所述的模擬實驗裝置，其中，

所述攝像機至少有兩臺，且分別設置在所述海水層的水平方向和垂直方向上。

8.根據權利要求7所述的模擬實驗裝置，其中，

在所述高壓釜的壁上設置有耐高壓密封孔，所述攝像機通過密封孔安裝在所述高壓釜的相應位置。

9.根據權利要求1所述的模擬實驗裝置，其中，

所述高壓釜的內壁上涂覆有防腐層和隔熱層。

10.根據權利要求1所述的模擬實驗裝置，其中，

所述濃度測量模塊的測量濃度范圍為50nM/L～10μM/L。