[實用新型]一種沉積物結構變化的可視實驗裝置

有效

• 申請號: 201920887756.0
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN210221866U
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 陸程;孫曉曉;陸紅鋒;馬超;李占釗;耿瀾濤;王偲;劉紀勇
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046;G01N21/84
• 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

本實用新型提供了一種沉積物結構變化的可視實驗裝置，包括反應釜、分別與所述反應釜連接的狀態調節系統和CT掃描系統，在所述反應釜內安裝有數據采集系統，且所述數據采集系統通過處理器與狀態調節系統反饋連接，所述反應釜包括外管和內管，所述內管與所述外管之間設有間隔，在所述間隔內通過電動變焦桿安裝有CCD相機支架，所述外管兩端外側均設置有托舉架，所述托舉架上均安裝有旋轉齒輪，在所述外管的兩端端部安裝有齒形轉盤；本實用新型通過綜合應用CT掃描和動態攝像，將整個實驗過程全部納入觀察的范圍內，而且在實驗過程中能夠隨時調整和監控水合物的反應過程，精確獲取不同應力作用下水合物的變化過程。

技術領域

本實用新型涉及地質領域，特別是涉及利用工業級CT對沉積物中水合物合成分解進行定量觀測，以探究水合物降壓/升溫開采過程中儲層微觀結構變化及對宏觀物性影響的可視化實驗裝置。

背景技術

我國廣闊的管轄海域蘊藏著巨大的水合物資源前景。天然氣水合物由于具有能量密度高、分布廣、規模大、埋藏淺、成藏物化條件優越，且產出的天然氣能滿足能源、經濟、環境和效率需要等特點，是國際公認的最具商業開發前景的新型清潔能源，也是石油天然氣最理想的接替能源。開展天然氣水合物試采對保障國家能源安全具有重大戰略意義。

南海水合物儲集于無固結泥質粉砂巖儲層中，其特性決定了在壓力降低過程中，水合物分解易導致沉積層的沉降變形，甚至剪切破壞，造成井底砂堵等一系列工程問題。同時，儲層結構變化進一步影響儲層孔隙度及滲透率性質，直接影響水合物分解氣、水的產出。因此對于水合物分解過程沉積物的結構變化研究是水合物降壓開采過程重要部分。目前，對于水合物泥質粉沙儲層的結構變化的研究較少，對于水合物儲層的滲透率研究中多忽略了儲層在有效應力對沉積物造成的結構改變。在用于可視化的研究儲層結構變化的實驗裝置及實驗方法領域幾乎一片空白。因此，研發可觀察泥質粉砂儲層在水合物分解過程中儲層結構變化的測量裝置，可以嘗試性的開展海域水合物儲層結構變化導致的儲層滲透率孔隙度變化的測量實驗，掌握不同應力條件下水合物分解過程儲層微觀結構變化過程以及滲透變化特征等多方面的信息。

實用新型內容

本實用新型的目的是要提供一種涉及利用工業級CT對沉積物中水合物合成分解進行定量觀測，以探究水合物降壓/升溫開采過程中儲層微觀結構變化及對宏觀物性影響的可視化實驗裝置及方法。

特別地，本實用新型提供一種天然氣水合物分解過程中沉積物結構變化的可視實驗裝置，包括反應釜、分別與所述反應釜連接的狀態調節系統和CT掃描系統，在所述反應釜內安裝有數據采集系統，且所述數據采集系統通過處理器與狀態調節系統反饋連接；

所述反應釜包括均為無磁透明空心的外管和內管，所述內管與所述外管之間設有間隔，所述間隔內設置有若干個均勻分布的點狀支撐座，在點狀支撐座之間通過減振硅膠墊繞著內管表面設置有若干個安裝凹槽，在每個所述安裝凹槽上均設置有CCD相機支架，所述CCD相機支架上安裝有電動變焦桿；

所述外管兩端外側均設置有托舉架，所述托舉架上均安裝有旋轉齒輪，所述旋轉齒輪通過設置在托舉架內部的伺服電機驅動，在所述旋轉齒輪側面安裝有環形旋轉標定盤，在所述外管的兩端端部固定安裝有與旋轉齒輪嚙合的齒形轉盤，所述旋轉齒輪在齒形轉盤內轉動0-360°，且在所述旋轉齒輪和齒形轉盤之間設置有防晃動彈性墊。

在本實用新型的一個實施方式中，所述外管兩端分別設置有內置連接通道的上安裝座和下安裝座，所述內管的兩端分別設有帶有空心通道的上接頭和下接頭，所述上接頭和下接頭分別與所述上安裝座和下安裝座對應連接將內管固定所述外管的內部。

在本實用新型的一個實施方式中，所述上安裝座和下安裝座分別設置有帶外螺紋的插頭，所述外管通過兩端的內螺紋擰在所述插頭上，在所述插頭上設置有內螺紋孔，所述上接頭和下接頭的一端分別通過外螺紋擰在所述插頭的內螺紋孔中，所述上接頭和下接頭的另一端分別密封插入所述內管的兩端內，所述上接頭和下接頭之間的內管空間為樣品的反應空間。