[發(fā)明專利]深海高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610130630.X
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105784755B
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊小秋;徐子英;施小斌;許鶴華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院南海海洋研究所
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司44001
• 代理人: 孔德超,劉明星

1.一種深海高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)，其特征在于，其包括二個(gè)耐壓罐，其中，第一耐壓罐中安裝有數(shù)據(jù)采集單元，第二耐壓罐內(nèi)形成一充滿傳壓介質(zhì)的空腔，在所述空腔內(nèi)安裝一巖石樣品，所述巖石樣品的中心及外表面分別安裝有第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，所述空腔內(nèi)安裝有第三溫度傳感器和壓力傳感器，所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器和壓力傳感器的輸出端均通過水密電纜與數(shù)據(jù)采集單元的輸入端相連，所述第二耐壓罐上安裝有與空腔相連通的排泄閥。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)，其特征在于，所述巖石樣品的外表面設(shè)置有用于對巖石樣品進(jìn)行水密封裝的橡膠套，所述巖石樣品的上、下兩端均通過硬質(zhì)硅膠進(jìn)行密封。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)，其特征在于，所述巖石樣品為圓柱狀。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深海高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)，其特征在于，所述傳壓介質(zhì)為海水。

5.一種深海高壓條件下巖石熱物性測試方法，其特征在于，采用深海高壓條件下巖石熱物性測試系統(tǒng)，所述的測試系統(tǒng)包括二個(gè)耐壓罐，其中，第一耐壓罐中安裝有數(shù)據(jù)采集單元，第二耐壓罐內(nèi)形成一充滿傳壓介質(zhì)的空腔，在所述空腔內(nèi)安裝一巖石樣品，所述巖石樣品的中心及外表面分別安裝有第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，所述空腔內(nèi)安裝有第三溫度傳感器和壓力傳感器，所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器和壓力傳感器的輸出端均通過水密電纜與數(shù)據(jù)采集單元的輸入端相連，所述第二耐壓罐上安裝有與空腔相連通的排泄閥；所述的測試方法包括以下步驟：

步驟1、將第一溫度傳感器和第二溫度傳感器安置在制備好的圓柱狀巖石樣品的中心和外表面，采用橡膠套將巖石樣品進(jìn)行水密封裝，并在巖石樣品的上下兩端通過硬質(zhì)硅膠密封，形成巖石樣品組件；

步驟2、將巖石樣品組件、第三溫度傳感器放入第二耐壓罐中，第二耐壓罐充滿傳壓介質(zhì)后再對第二耐壓罐進(jìn)行密封，然后通過水密電纜將第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器和壓力傳感器均連接至數(shù)據(jù)采集單元，從而組裝形成巖石熱物性測試系統(tǒng)；開啟數(shù)據(jù)采集單元的溫度和壓力數(shù)據(jù)采集模塊，開始溫度和圍壓監(jiān)測；

步驟3、瞬間加載：利用水下機(jī)器人，將整套巖石熱物性測試系統(tǒng)攜帶至深海預(yù)定深度，待整套巖石熱物性測試系統(tǒng)溫度達(dá)到平衡后，再利用水下機(jī)器人的機(jī)械手或者水下電機(jī)快速打開排泄閥，使得第二耐壓罐內(nèi)的圍壓瞬間升高至深海海水壓力；

步驟4、根據(jù)數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)監(jiān)測的溫度和圍壓變化，通過有限元數(shù)值模型，反演獲得任意圍壓下巖石樣品的熱物性參數(shù)。