[發(fā)明專利]氣體水合物儲(chǔ)層微生物加固開采模型試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211062046.7
• 申請(qǐng)日: 2022-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN115480040A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王譽(yù)澤;楊明;楊建宇;王朋飛;朱金龍;陳永順;趙予生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/22
• 分類號(hào): G01N33/22
• 代理公司: 深圳市世紀(jì)恒程知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44287
• 代理人: 廖永耀

1.一種氣體水合物儲(chǔ)層微生物加固開采模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：

反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜內(nèi)形成有反應(yīng)腔，所述反應(yīng)腔用于放置試驗(yàn)沙土，所述反應(yīng)腔內(nèi)可拆卸安裝有井筒，并與所述井筒連通；

注入控制系統(tǒng)，所述注入控制系統(tǒng)與所述反應(yīng)腔連通；

供海水系統(tǒng)，所述供海水系統(tǒng)的出口通過(guò)所述注入控制系統(tǒng)與所述反應(yīng)腔連通，以向所述反應(yīng)腔內(nèi)加入人工海水；

供氣系統(tǒng)，所述供氣系統(tǒng)的出氣口通過(guò)所述注入控制系統(tǒng)與所述反應(yīng)腔連通，以向所述反應(yīng)腔內(nèi)加入甲烷或者二氧化碳?xì)怏w；

供微生物系統(tǒng)，所述供微生物系統(tǒng)的出口通過(guò)所述注入控制系統(tǒng)與所述反應(yīng)腔連通，以向所述反應(yīng)腔內(nèi)加入菌液；

供膠結(jié)液系統(tǒng)，所述供膠結(jié)液系統(tǒng)的出口通過(guò)所述注入控制系統(tǒng)與所述反應(yīng)腔連通，以向所述反應(yīng)腔內(nèi)加入膠結(jié)液；

水合物開采系統(tǒng)，所述水合物開采系統(tǒng)與所述井筒連接，用于降低所述反應(yīng)腔內(nèi)的壓力，以促使所述反應(yīng)腔內(nèi)的水合物儲(chǔ)層分解；

傳感器組件，所述傳感器組件設(shè)于所述反應(yīng)釜，用于獲取加固-分解過(guò)程中水合物儲(chǔ)層的溫度、壓力、含水量、水合物飽和度、變形、強(qiáng)度、礦物組分的分布。

2.如權(quán)利要求1所述的氣體水合物儲(chǔ)層微生物加固開采模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述傳感器組件包括：

穩(wěn)壓系統(tǒng)，所述穩(wěn)壓系統(tǒng)具有壓力傳感器，所述壓力傳感器設(shè)于所述反應(yīng)釜內(nèi)，用于實(shí)時(shí)測(cè)量所述反應(yīng)腔內(nèi)的壓力；

溫控系統(tǒng)，所述溫控系統(tǒng)具有溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)于所述反應(yīng)釜內(nèi)，用于實(shí)時(shí)測(cè)量所述反應(yīng)腔內(nèi)的溫度；

剪切波速測(cè)量系統(tǒng)，所述剪切波速測(cè)量系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述反應(yīng)腔內(nèi)水合物儲(chǔ)層的沉積物強(qiáng)度；

時(shí)域反射測(cè)量系統(tǒng)，所述時(shí)域反射測(cè)量系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述反應(yīng)腔內(nèi)水合物儲(chǔ)層的飽和度；

位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)于所述反應(yīng)釜的上方，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述反應(yīng)腔內(nèi)水合物儲(chǔ)層的位移變化。

3.如權(quán)利要求2所述的氣體水合物儲(chǔ)層微生物加固開采模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述時(shí)域反射測(cè)量系統(tǒng)具有多個(gè)時(shí)域反射探頭，多個(gè)所述時(shí)域反射探頭沿反應(yīng)釜軸向間隔分布。

4.如權(quán)利要求3所述的氣體水合物儲(chǔ)層微生物加固開采模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述時(shí)域反射探頭包括時(shí)域反射發(fā)射器和時(shí)域反射接收器，在同一所述時(shí)域反射探頭中，所述時(shí)域反射發(fā)射器與所述時(shí)域反射接收器位于同一水平面上，且所述時(shí)域反射發(fā)射器與所述時(shí)域反射接收器之間的連線不經(jīng)過(guò)所述反應(yīng)釜的軸心。

5.如權(quán)利要求2所述的氣體水合物儲(chǔ)層微生物加固開采模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述剪切波速測(cè)量系統(tǒng)具有多個(gè)剪切波速探頭，多個(gè)所述剪切波速探頭沿反應(yīng)釜軸向間隔分布。

6.如權(quán)利要求5所述的氣體水合物儲(chǔ)層微生物加固開采模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述剪切波速探頭包括剪切波發(fā)射器和剪切波接收器，在同一所述剪切波速探頭中，所述剪切波發(fā)射器與所述剪切波接收器位于同一水平面上，且所述剪切波發(fā)射器與所述剪切波接收器之間的連線不經(jīng)過(guò)所述反應(yīng)釜的軸心。

7.如權(quán)利要求2所述的氣體水合物儲(chǔ)層微生物加固開采模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述壓力傳感器和/或所述溫度傳感器均設(shè)有多個(gè)，多個(gè)所述壓力傳感器和/或多個(gè)所述溫度傳感器均沿所述反應(yīng)釜的軸向間隔分布。

8.如權(quán)利要求2所述的氣體水合物儲(chǔ)層微生物加固開采模型試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述穩(wěn)壓系統(tǒng)還包括恒溫裝置，所述恒溫裝置以無(wú)水乙醇為循環(huán)介質(zhì)，用于調(diào)控所述反應(yīng)腔內(nèi)的溫度。