[發明專利]一種海域水合物原位生成與三軸實驗壓力室及其使用方法

有效

• 申請號: 201811153205.8
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109187215B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 趙曉東;莊昇燁;呂志遠;張杰;田秋紅
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

1.一種海域水合物原位生成與三軸實驗壓力室，其特征在于：它包括底座（1）、套筒（2）和活塞桿（4），所述的套筒（2）包括由內到外的承壓腔體（6）、制冷劑循環腔（7）和保溫層（8）；所述的底座（1）和套筒（2）間通過螺栓（22）和密封圈（23）密封，套筒（2）內設有固定空心圓柱試樣（10）的上、下固定塊，所述活塞桿（4）頂在空心圓柱試樣的上固定塊上，位于套筒（2）與空心圓柱試樣所形成的外腔（3）內，所述活塞桿（4）穿過套筒（2）并與套筒（2）滑配密封，所述空心圓柱試樣（10）的內腔（5）中設有銅絲網（11）和乳膠膜（9），空心圓柱試樣（10）的外圓柱上設有帶凸嘴（13）的乳膠套（12），所述的保溫層（8）上設有與制冷劑循環腔（7）相通的制冷劑循環管路（14），所述的承壓腔體（6）的外壁上設有位于制冷劑循環腔（7）內的等間距的肋緣（21）；所述的底座（1）上依次設有圍壓施加管路（16），以及與空心圓柱試樣相連通的孔隙水壓施加管路（15）和孔隙氣壓施加管路（17），通過孔隙氣壓施加管路（17）沿水平方向上給空心圓柱試樣（10）施加孔隙氣壓。

2.根據權利要求1所述的一種海域水合物原位生成與三軸實驗壓力室，其特征在于：所述的上固定塊包括上連接塊（26）、與上連接塊（26）階梯扣合的上主墊塊（27），上連接塊（26）與上主墊塊（27）之間通過密封圈（23）和螺栓（22）連接；所述的下固定塊包括下主墊塊（24）、與下主墊塊（24）階梯配合的下連接塊（25），下主墊塊（24）與下連接塊（25）之間通過密封圈（23）和螺栓（22）連接。

3.根據權利要求1所述的一種海域水合物原位生成與三軸實驗壓力室，其特征在于：所述的底座（1）下底面設有絕緣保溫層（19）。

4.根據權利要求1所述的一種海域水合物原位生成與三軸實驗壓力室，其特征在于：所述的底座（1）上設有位于套筒（2）和空心圓柱試樣（10）內與信號導線（18）相連的溫度傳感器（20）。

5.一種如權利要求2所述海域水合物原位生成與三軸實驗壓力室的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、在底座（1）上依次安裝下主墊塊（24）和下連接塊（25）、空心圓柱試樣（10）、上連接塊（26）、上主墊塊（27）、活塞桿（4）和套筒（2）；

b、通過孔隙水壓施加管路（15）進入壓力水，對空心圓柱試樣（10）施加反壓至飽和度98%以上，然后關閉水壓施加管路（15）；

c、通過圍壓施加管路（16）進入壓力水，對空心圓柱試樣（10）的內腔（5）和外腔（3）施加壓力至設定值，保持內腔（5）和外腔（3）的壓力相同；

d、通過制冷劑循環管路（14）注入制冷劑，使制冷劑循環腔（7）內制冷劑循環，直至溫度傳感器（20）監測制冷溫度達到設定值；

e、通過孔隙氣壓施加管路（17）沿水平方向上給空心圓柱試樣（10）施加孔隙氣壓，孔隙氣壓為圍壓的50%~70%；待空心圓柱試樣（10）中水合物生成后，即氣體流量降為零，關閉孔隙氣壓施加管路（17）；

f、維持內腔（5）和外腔（3）壓力，通過活塞桿（4）施加軸壓，直至空心圓柱試樣（10）破壞。