[实用新型]一种含水合物沉积物固结静探贯入模拟装置

说明书

本实用新型公开了一种含水合物沉积物固结静探贯入模拟装置，其属于海洋天然气水合物开采领域，包括反应釜子系统、上支撑部、固结子系统和静力触探子系统，所述釜本体的底端设置有进气口，所述端盖上设置有出气口，上支撑部与所述端盖连接，固结子系统包括第一动力机构、与所述第一动力机构连接的固结平台和与所述固结平台连接的加压板，静力触探子系统包括第二动力机构、与所述第二动力机构连接的贯入平台、与所述贯入平台连接的探杆和与所述探杆连接的探头。通过固结子系统对含水合物沉积物施加竖向固结压力，为不同储层条件下水合物沉积物工程参数计算模型的建立提供基础数据，测量结果更准确。

技术领域

本实用新型涉及海洋天然气水合物开采领域，尤其涉及一种含水合物沉积物固结静探贯入模拟装置。

背景技术

天然气水合物是指在一定的温压条件下，由甲烷气体与水结合形成的笼状化合物，通常分布在陆地永久冻土带或大陆边缘深海浅层沉积物中。在对水合物开采时，无论是对开采的储层稳定性评价及出砂分析，还是开采诱发地质灾害评估，都需要准确获取水合物储层的力学参数，定量解释这些参数对上覆压力、水合物饱和度和储层土特性的依赖。

原位试验和室内土工试验是获得水合物储层力学性质的主要手段。室内土工试验普遍采用人工制备试样，原因是现场钻孔样的保压保温难度极大，试样由保压舱低扰动地转移进室内试验仪器更困难。人工制备试样的状态与现场有一定差距，通过原位试验直接确定水合物储层参数是更可行的解决方案。

静力触探试验是海洋工程中获取沉积物力学特性最常用的原位试验方法。通过将圆锥形探头与相连的摩擦筒以恒定的速度贯入沉积物中，记录锥尖阻力、侧摩阻力和孔隙水压力随贯入深度的连续变化，进而推算土的抗剪强度、超固结比、灵敏度和固结系数等。

含水合物土可视为一种特殊土体，通过静力触探试验也能够高效合理地提供多个关键力学参数，从而避免保压保温取样的困难。但含水合物土的力学性质与水合物饱和度、水合物颗粒在土中的胶结和填充状态等因素密切相关，由于海底不同深度的土层的质密性存在差异，目前在含水合物沉积物工程静探参数模拟实验，无法获得不同深度土层中的含水合物土的力学参数，由此对含水合物沉积物性质的分析评价不准确。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种含水合物沉积物固结静探贯入模拟装置，以解决现有技术中存在的无法获得不同深度土层中的含水合物土的力学参数的技术问题。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种含水合物沉积物固结静探贯入模拟装置，包括：

反应釜子系统，包括釜本体和设置于所述釜本体的顶端的端盖，所述釜本体的底端设置有进气口，所述端盖上设置有出气口；

上支撑部，与所述端盖连接；

固结子系统，包括第一动力机构、与所述第一动力机构连接的固结平台和与所述固结平台连接的加压板，所述固结平台与所述上支撑部滑动连接，所述加压板位于所述釜本体内；

静力触探子系统，包括第二动力机构、与所述第二动力机构连接的贯入平台、与所述贯入平台连接的探杆和与所述探杆连接的探头，所述贯入平台与所述上支撑部滑动连接，所述探杆贯穿所述加压板，所述探头位于所述釜本体内。

其中，所述固结子系统还包括加压杆，所述加压杆贯穿所述端盖，所述加压杆的一端与所述固结平台连接，所述加压杆的另一端与所述加压板连接。

其中，所述加压杆与所述端盖之间密封连接。

其中，所述加压杆上设置有压力传感器，所述固结平台上设置有位移传感器。

其中，所述釜本体上设置有排水口，所述加压板为镂空板，所述釜本体内于所述釜本体的底端铺设有透水板。