[发明专利]一种天然气水合物渗透率测定装置

权利要求书

1.一种天然气水合物渗透率测定装置，其特征在于：包括渗透室、温度测控系统和空气压缩机，所述渗透室包括外室和收容于所述外室内的内室，所述内室内设有上下开口的橡胶模，两透水石上下设置并卡在所述橡胶模内，天然气水合物试样被所述橡胶模包裹且卡在所述两透水石之间，所述内室的侧壁与所述外室的侧壁之间具有第一空间，所述温度测控系统与所述第一空间连通以向所述第一空间注入冷却剂，所述橡胶模的侧壁与所述内室的侧壁之间具有第二空间，所述空气压缩机通过围压进气管连通所述第二空间以向所述第二空间中注入气体形成一定围压，所述空气压缩机通过渗透系统连接位于下方的所述透水石，一排出管其一端连接位于上方的所述透水石，另一端伸出所述渗透室并通过三通阀分别连接真空泵、气体回收装置和液体流量测量装置，一甲烷气瓶连接所述渗透系统，所述渗透系统中设有测量气体流量的气体流量计，一压差测量系统与所述排出管和所述渗透系统相关联以测量所述渗透室的进出压差。

2.如权利要求1所述的天然气水合物渗透率测定装置，其特征在于：所述渗透系统包括储气罐、与所述储气罐的上端连接的进气管和出气管、与所述储气罐的下端连接的出水管以及渗透进入管，所述渗透进入管的一端同时连接所述出气管和所述出水管，另一端连接位于下方的所述透水石，所述空气压缩机连接第一管系，一第二管系的一端连接所述进气管，另一端同时连接所述围压进气管和所述第一管系，所述甲烷气瓶连接所述进气管，所述进气管、所述围压进气管和所述第二管系上均设有阀门，所述出气管上设有所述气体流量计和进气阀，所述出水管上设有进水阀，所述压差测量系统与所述排出管和所述渗透进入管相关联。

3.如权利要求2所述的天然气水合物渗透率测定装置，其特征在于：所述渗透进入管上设有用于测量所述渗透室的进气压力的压力传感器，所述排出管上设有出气阀和用于测量所述渗透室的出气压力的压力传感器，所述压差测量系统包括位于所述渗透进入管和位于所述排出管上的二所述压力传感器，或者所述压差测量系统包括连接所述渗透进入管和所述排出管的压差表，或者同时包括位于所述渗透进入管和位于所述排出管上的二所述压力传感器及连接所述渗透进入管和所述排出管的压差表。

4.如权利要求2所述的天然气水合物渗透率测定装置，其特征在于：所述进气管上设有用于测量所述储气罐内的气压的压力传感器，所述围压进气管上设有用于测量所述第二空间内的围压的压力传感器；所述围压进气管的所述压力传感器位于对应的所述阀门与所述渗透室之间，所述出气管上亦设有一阀门，所述气体流量计位于该阀门和所述进气阀之间，且该阀门更靠近所述储气罐。

5.如权利要求2所述的天然气水合物渗透率测定装置，其特征在于：所述第一管系上连接有第四管系，所述第四管系与氮气瓶连接，所述第四管系上设有阀门；所述空气压缩机通过一气体减压阀与所述第一管系连接，所述甲烷气瓶通过另一气体减压阀与所述进气管连接。

6.如权利要求1所述的天然气水合物渗透率测定装置，其特征在于：所述温度测控系统包括液氮罐和循环泵，所述液氮罐通过第三管系连接所述循环泵，所述循环泵连接有一进液管和一回流管，所述进液管和所述回流管伸入所述第一空间且分置于所述内室的相对两边，液氮在所述循环泵的作用下，在所述进液管、所述第一空间、所述回流管和所述循环泵之间循环，所述温度测控系统还包括温度传感器，所述温度传感器设于所述外室的内壁上且与计算机系统连接。

7.如权利要求6所述的天然气水合物渗透率测定装置，其特征在于：所述第三管系上设有阀门。

8.如权利要求1所述的天然气水合物渗透率测定装置，其特征在于：利用公式(1)计算出天然气水合物试样液相渗透的渗透率，利用公式(2)计算出天然气水合物试样气相渗透的渗透率：

式中：K为气相或液相天然气水合物沉积物渗透率；μ为气体或液体粘滞系数；L为天然气水合物试样的高度；Q_B为气体流量；Q为液体流量；P_A、P_B分别为所述压差测量系统测量出的所述渗透室的进、出压力；A为天然气水合物试样的截面积。