[发明专利]水合物分解诱发地形垂向变化的可视化物理模型与方法

权利要求书

1.一种水合物分解诱发地形垂向变化的可视化物理模型的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、天然气水合物替代材料的制备

1）取三氯一氟甲烷，置于-18~4 ℃下，冷藏处理，备用；

2）取蒸馏水，分别置于2~4 ℃下，冷藏处理，备用；

3）将步骤1）所得的三氯一氟甲烷加入到步骤2）所得的蒸馏水中，搅拌，使其混合均匀，得混合物；

4）将步骤3）所得的混合物在-18~4 ℃下，继续搅拌，搅拌时间为8~20 min，至开始形成固体水合物，得天然气水合物替代材料；

B、透明海洋软黏土的制备

5）取硅酸锂镁和蒸馏水，硅酸锂镁与蒸馏水的重量比为3.5~6.5:100，将硅酸锂镁缓慢加入蒸馏水中，硅酸锂镁加入蒸馏水的过程中，蒸馏水一直处于搅拌状态；继续搅拌，搅拌速度为800~1200 r/min，搅拌5~20 min，得透明海洋软黏土；

C、下伏层的制备

6）按照步骤5）的方法制备透明海洋软黏土，置于物理模型试验装置中，静置，固结，得透明海洋软黏土，即形成下伏层；

D、上覆层的制备

7）按照步骤5）的方法制备透明海洋软黏土，置于上覆层软黏土制备装置中，静置，固结，得透明海洋软黏土；

上覆层软黏土制备装置包括一端具有开口端的底座，所述底座的内部套接连接有用于容纳透明海洋软黏土的成型套筒，所述成型套筒的两端均设有开口端，所述成型套筒连接有可将透明海洋软黏土推出的推板；

E、可视化物理模型的建立

8）将步骤4）所得的天然气水合物替代材料放入步骤6）所得的下伏层的顶部中间位置，即形成天然气水合物层；

9）去掉步骤7）中上覆层软黏土制备装置的底座，采用推板将步骤7）所得的透明海洋软黏土缓慢地向下推送，覆盖步骤8）所得的形成天然气水合物层，得可视化物理模型；

所述可视化物理模型包括透明海洋软黏土层和天然气水合物层，所述天然气水合物层位于所述透明海洋软黏土层的内部，所述透明海洋软黏土层包括下伏层和上覆层，所述下伏层位于所述天然气水合物层的底部，所述上覆层位于所述天然气水合物层的顶部；所述透明海洋软黏土层是由硅酸锂镁和蒸馏水按照质量比为3.5~6.5:100经过混合搅拌制备而成，所述天然气水合物层是由三氯一氟甲烷和蒸馏水按照体积比为1:2~1:4在常压下制备而成的。

2.根据权利要求1所述的水合物分解诱发地形垂向变化的可视化物理模型的建立方法，其特征在于：

所述步骤7）中，成型套筒的底部开口端设有透明防水薄膜，所述透明防水薄膜通过固定带与所述成型套筒的外部可拆卸式连接，所述步骤9）中去掉底座的同时还将透明防水薄膜拆卸下来。

3.根据权利要求1所述的水合物分解诱发地形垂向变化的可视化物理模型的建立方法，其特征在于：

所述静置的温度为1~4 ℃，静置的时间为24~48 h。

4.根据权利要求1所述的水合物分解诱发地形垂向变化的可视化物理模型的建立方法，其特征在于：

所述硅酸锂镁加入蒸馏水的过程中的搅拌速度为500~1000 r/min。

5.根据权利要求1所述的水合物分解诱发地形垂向变化的可视化物理模型的建立方法，其特征在于：

所述硅酸锂镁向蒸馏水中的添加速度为5~15 g/s。

6.根据权利要求1所述的水合物分解诱发地形垂向变化的可视化物理模型的建立方法，其特征在于：

所述步骤3）和所述步骤4）中的搅拌速度均为500-1000 r/min，所述步骤3）中的搅拌时间为1~5 min。

7.一种水合物分解诱发地形垂向变化的可视化物理模型，其特征在于：

所述可视化物理模型是根据权利要求1~6中任意一项所述的水合物分解诱发地形垂向变化的可视化物理模型的建立方法而得到的。

8.根据权利要求7所述的水合物分解诱发地形垂向变化的可视化物理模型，其特征在于：

所述可视化物理模型在常压下在8 ℃以下保持形状不变。