[实用新型]一种应力条件下含甲烷水合物多孔介质渗透率测试装置

说明书

本实用新型公开了一种应力条件下含甲烷水合物多孔介质渗透率测试装置，包括甲烷压力供给装置、加载装置、高压反应釜、温控装置、抽真空装置、测试装置组成。本实用新型将多孔介质（含水的砂土层）填充进高压反应釜中密封，低温条件下利用压力管路将甲烷气体压入。待甲烷水合物生成后，然后利用加压泵将加载液（‑1℃酒精液体）压入压力釜的橡胶套筒中，为甲烷水合物维持低温环境的同时，模拟甲烷水合物的地应力条件。再次压入甲烷气体，进行渗透率测试实验，同时测得甲烷水合物的饱和度。本实用新型可测得不同应力条件、不同饱和度下甲烷水合物的渗透率，与实际工程联系紧密，操作方便。

技术领域

本实用新型属于实验测试装置，尤其涉及应力条件下含甲烷水合物多孔介质渗透率测试装置。

背景技术

能源是国家发展、经济增长的动力，当前我国经济仍处于中高速增长阶段，对能源的依赖仍然很大，尤其是石油、煤炭消耗量巨大，与此同时资源紧缺、环境污染问题日益突出。因此，开发利用其它非常规清洁能源成为迫切需要。我国甲烷水合物储量巨大，主要存在于海底沉积层和陆地冻土层，有广阔的开采前景，研究甲烷水合物渗流特性对水合物安全有效开采具有重要意义。

很多学者已经对多孔介质中甲烷水合物的渗流特性作了研究，并取得了一定的研究成果。但是，这些实验装置虽然能够对甲烷水合物多孔介质做出一定研究，但是没有考虑开采过程中沉积层围压和轴压的变化，与实际工程应用有一定差距。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种操作方便的、考虑了应力条件的含甲烷水合物多孔介质渗透率测试装置。通过该装置可以提供合适的温度、气压环境，模拟甲烷水合物的生成过程，同时通过轴压和围压的变化，进一步探究甲烷水合物的饱和度和渗透性的变化规律。

为了上述目的，本实用新型的技术方案是：一种应力条件下含甲烷水合物多孔介质渗透率测试装置，包括甲烷压力供给装置、加载装置、高压反应釜、温控装置、抽真空装置、测试装置组成。

所述甲烷压力供给装置，主要由高压甲烷罐、减压阀、进气压力管路、出气压力管路、压力釜、排气管路、相关阀门开关等组成；其中所述的进气压力管道与出气压力管道与高压甲烷罐相连，所述的排气管路、压力釜布置在出气压力管道中。

所述加载装置包括轴向加压泵、围向加压泵、加载液（-1℃酒精液体）、相关阀门及加载管道；其中所述的轴向加压泵和围向加压泵通过管道一段与高压反应釜相连，另一端与加载液容器相连。

所述高压反应釜包括前压接件、后压接件和钢制圆柱外壳；其中所述的前压接件放置在圆柱外壳前侧，所述的后压接件放置在圆柱外壳后侧，所述的钢制圆柱外壳水平放置，壳体内套设有橡胶筒。

所述温控装置采用恒温制冷箱，高压反应釜放置在恒温制冷箱中。

所述抽真空装置包括真空泵和相关管路阀门，其中真空泵通过管路与进气压力管道相连。

所述测试装置包括压力表、轴压表、围压表、流量计和真空计，测试装置放置在相应的管路中。

本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：本实用新型将多孔介质（含水的砂土层）填充进压力釜中密封，低温条件下利用压力管路将甲烷气体压入。待甲烷水合物生成后，然后利用加压泵将加载液（-1℃酒精液体）压入压力釜的橡胶套筒中，为甲烷水合物维持低温环境的同时，模拟甲烷水合物的地应力条件。再次压入甲烷气体，进行渗透率测试实验，同时测得甲烷水合物的饱和度，改变轴压围压条件可再次测量甲烷水合物的渗透率。

综上所述，本实用新型可以测量不同地应力、不同饱和度下甲烷水合物的渗透率，与工程实际更为接近，可为甲烷水合物的开采利用提供理论支持，本实用新型操作简单，使用便捷。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中各编号所代表的技术特征如下。