[發明專利]測定天然氣水合物波速的系統及方法

有效

• 申請號: 201910228794.X
• 申請日: 2019-03-25
• 公開（公告）號: CN109973085B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 李國梁;楊繼進;周潤青
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: E21B47/14
• 分類號: E21B47/14;E21B47/06;E21B47/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 朱穎;劉芳

本發明實施例提供一種測定天然氣水合物波速的系統及方法，該系統包括聲波發射艙、聲波接收艙、波速測定艙、壓力控制裝置和控制處理裝置，壓力控制裝置，用于分別將聲波發射艙、聲波接收艙和波速測定艙內的壓力保持為第一預設測定壓力，控制處理裝置，用于控制聲波發射艙中的聲波發射器進入波速測定艙中放置的待測天然氣水合物的第一預設鉆孔中，并控制聲波接收艙中的聲波接收器進入待測天然氣水合物的第二預設鉆孔中，聲波發射器，用于發射聲波信號，聲波接收器，用于接收聲波發射器發射的聲波信號，并將接收到的聲波信號發送至控制處理裝置，控制處理裝置，還用于根據接收到聲波信號得到待測天然氣水合物的波速，提高波速測定的效率。

技術領域

本發明實施例涉及天然氣水合物探測及研究裝備技術領域，尤其涉及一種測定天然氣水合物波速的系統及方法。

背景技術

天然氣水合物屬于非常規能源的一種，天然氣水合物是天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。天然氣水合物縱、橫波速特征是反應天然氣水合物的結構、飽和度的重要參數，測量天然氣水合物的波速對于研究和開發天然氣水合物具有重要意義。

目前，在測量天然氣水合物的波速時，一般利用彎曲元超聲探測系統測量天然氣水合物的波速，先將彎曲元插入天然氣水合物樣本的兩端，控制發射彎曲元在脈沖電壓下驅動懸臂梁作彎曲振動，產生相應的波信號，經樣品傳播后到達接收彎曲元，使之振動而產生電信號，然后利用頻譜分析和小波分析技術，得到該樣品對應的波速。

然而，發明人發現現有技術中至少存在如下問題：當使用彎曲元超聲探測系統測量波速時，需要進行的步驟較多，測量效率較低，且并未考慮壓力對天然氣水合物的影響，波速測量結果準確度較低。

發明內容

本發明實施例提供一種測定天然氣水合物波速的系統及方法，以簡化波速測量步驟，提高波速測量的效率以及提高波速測量結果的準確度。

第一方面，本發明實施例提供一種測定天然氣水合物波速的系統，包括：聲波發射艙、聲波接收艙、波速測定艙、壓力控制裝置和控制處理裝置；

所述聲波發射艙和所述聲波接收艙分別與所述波速測定艙連接，所述壓力控制裝置分別與所述聲波發射艙、所述聲波接收艙和所述波速測定艙連接；

所述壓力控制裝置，用于在測定波速的過程中，分別將所述聲波發射艙、所述聲波接收艙和所述波速測定艙內的壓力保持為第一預設測定壓力；

所述控制處理裝置，用于控制所述聲波發射艙中的聲波發射器進入波速測定艙中放置的待測天然氣水合物的第一預設鉆孔中，并控制所述聲波接收艙中的聲波接收器進入待測天然氣水合物的第二預設鉆孔中；

所述聲波發射器，用于在進入所述第一預設鉆孔后，發射聲波信號；

所述聲波接收器，用于接收所述聲波發射器發射的聲波信號，并將接收到的聲波信號發送至所述控制處理裝置；

所述控制處理裝置，還用于根據接收到聲波信號得到待測天然氣水合物的波速。

在一種可能的設計中，所述系統還包括鉆孔艙，所述鉆孔艙中包括與控制處理裝置連接的所述鉆孔組件；

所述控制處理裝置控制所述鉆孔組件移向波速測定艙放置的待測天然氣水合物，并控制所述鉆孔組件在待測天然氣水合物上鉆取第一預設深度的孔洞，以得到所述第一預設鉆孔。

在一種可能的設計中，所述鉆孔艙中還包括與所述控制處理裝置連接的鉆孔定位器；

所述鉆孔定位器，用于測量鉆孔組件的移動距離，并將所述移動距離發送至所述控制處理裝置；

所述控制處理裝置，還用于根據所述移動距離判斷是否控制鉆孔組件停止移動以及是否停止鉆孔。

在一種可能的設計中，所述系統還包括分別與所述波速測定艙連接的水合物放置艙和水合物抓取艙；