[發明專利]一種分解速率測速方法及設備

在審

• 申請號: 201711426004.6
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108181212A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 李鵬;張旭輝;魯曉兵;趙京;楊柳
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00
• 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

1.一種分解速率測速設備，應用于管道流動體系下含水合物球形土顆粒的測量，其特征在于，包括：

球形土顆粒制備模塊(1)，用于將具有一定含水量的海底沉積物土通過硅膠球形模具制備成多個設定直徑的球形土顆粒；

含水合物球形土顆粒的制備與分解模塊(2)，用于將所述球形土顆粒制備為含水合物的球形顆粒，以及所述確定含水合物球形土顆粒在流水作用下的分解過程；

供氣模塊(3)，用于為所述含水合物球形土顆粒的制備與分解模塊(2)提供氣體；

供水模塊(4)，用于為所述含水合物球形土顆粒的制備與分解模塊(2)提供水；

分解產氣測量模塊(5)，用于測量產生氣體的瞬時流量和累計流量；

數據收集記錄模塊(6)，用于記錄含水合物的球形顆粒制備過程中管道中的溫度和壓力變化、注入水的溫度和流量、分解產生氣體的瞬時流量和累積流量以及管道中的顆粒濃度和水流速度。

2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述含水合物球形土顆粒的制備與分解模塊(2)包括：

控溫室(21)、溫度壓力傳感器與電阻層析成像儀(22)、電磁流量計(23)、水合物制備與分解管道(24)和高速攝像機(25)。

3.根據權利要求2所述的設備，其特征在于，所述供氣模塊(3)包括：

高壓甲烷氣瓶(31)、氣體增壓系統(32)和進氣口閥門(33)。

4.根據權利要求3所述的設備，其特征在于，所述供水模塊(4)，包括：

溫度計(41)、水槽(42)、水泵(43)和液體流量計(44)。

5.根據權利要求4所述的設備，其特征在于，所述分解產氣測量模塊(5)，包括：

干燥系統(51)、氣體流量計(52)和出氣口閥門(53)。

6.一種分解速率測速方法，應用于管道流動體系下含水合物球形土顆粒的測量，其特征在于，包括：

將待測樣品通過球形土顆粒制備模塊制備成多個設定直徑的球形土顆粒；

將多個所述球形土顆粒通過水合物球形土顆粒的制備與分解模塊制備為多個含水合物球形土顆粒；

將多個所述含水合物球形土顆粒放置于所述水合物制備與分解管道中，所述供水模塊通過所述水合物制備與分解管道的底部的管道向所述水合物制備與分解管道進行注水，通過分解產氣測量模塊記錄分解產生的氣體流量；

將多個所述球形土顆粒放置于所述水合物制備與分解管道中，所述供水模塊通過所述水合物制備與分解管道的底部的管道向所述水合物制備與分解管道進行注水，通過分解產氣測量模塊記錄多余空氣從出氣口排除的瞬時流量和累計流量；

通過高速攝像機拍攝記錄所述水合物制備與分解管道中所述含水合物球形土顆粒的分解過程；

采用數據收集記錄模塊記錄分解過程中管道中的溫度和壓力變化、注入水的溫度和流量、分解產生氣體的瞬時流量和累積流量以及管道中的顆粒濃度和水流速度確定所述待測樣品的分解速率。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述將待測樣品通過球形土顆粒制備模塊制備成多個設定直徑的球形土顆粒，包括：

將海洋底部的沉積物土作為待測樣品，烘干后測量所述待測樣品干密度和顆粒級配，在所述待測樣品中加入設定量的蒸餾水配比成不同含水量的實驗用土；

通過球形土顆粒制備模塊將添加設定量的蒸餾水配比成不同含水量的實驗用土的所述待測樣品制備為多個直徑統一的球形土顆粒，以及將多個所述球形土顆粒置于設定溫度的溫控室內放置設定時間；

其中，所述設定溫度為-3℃，所述設定時間為5-6小時。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述將多個所述球形土顆粒通過水合物球形土顆粒的制備與分解模塊制備為多個含水合物球形土顆粒，包括：

將多個所述球形土顆粒放置于含水合物球形土顆粒的制備與分解模塊的水合物制備與分解管道中，記錄多個所述球形土顆粒的數量以及占據管道的初始高度；

設置控溫室的溫度，通過供氣模塊向水合物制備與分解管道中輸送甲烷氣體，并通過氣體增壓系統對所述水合物制備與分解管道進行升壓；

通過2-3天完成所述多個含水合物球形土顆粒的制備。