[发明专利]一种为水合物同时加载围压和覆压的装置及方法

权利要求书

1.一种为水合物同时加载围压和覆压的装置，其特征在于，包括：反应釜、套筒、开采井、注液管以及活塞；

所述反应釜包括不锈钢套、顶塞和底塞；所述不锈钢套上、下两端分别与所述顶塞和底塞密封连接；

所述套筒设置在所述不锈钢套内，且所述套筒下部套设在所述底塞顶部预留的凸起外侧，所述套筒上部与所述顶塞不接触；

所述活塞设置在所述套筒内，且所述活塞能够在所述套筒内上下移动；

所述开采井和注液管设置在所述顶塞和活塞之间，且能够随所述活塞的上下移动而伸缩；

所述顶塞下部、套筒上部内壁以及活塞上部形成覆压腔；

所述顶塞下部、底塞上部、套筒外部以及不锈钢套内部之间形成围压腔，且所述围压腔与所述覆压腔连通；

所述套筒下部、活塞下部以及底塞上部之间形成用于形成水合物样品的制备腔。

2.如权利要求1所述的一种为水合物同时加载围压和覆压的装置，其特征在于：所述装置还包括位移检测装置，所述位移检测装置包括传动杆和位移传感器，所述传动杆由所述顶塞中部预留的安装孔插入所述套筒内，且所述传动杆下部与所述活塞连接，所述传动杆上部与所述位移传感器连接，由所述位移传感器记录所述活塞的位移。

3.如权利要求1所述的一种为水合物同时加载围压和覆压的装置，其特征在于：开采井、注液管下部均与制备腔连通。

4.如权利要求1所述的一种为水合物同时加载围压和覆压的装置，其特征在于：所述顶塞上部设置有用于与所述不锈钢套上部连接的凸缘，所述顶塞下部插设在所述不锈钢套上部内侧，且所述顶塞下部与所述不锈钢套上部内侧接触面之间设置有密封圈；

所述底塞下部设置有用于与所述不锈钢套下部螺栓连接的凸缘，所述底塞上部插设在所述不锈钢套下部内侧，且所述底塞上部与所述不锈钢套下部内侧接触面之间设置有密封圈。

5.如权利要求1所述的一种为水合物同时加载围压和覆压的装置，其特征在于：所述顶塞上预留有加压液入口和加压液出口，且所述加压液入口和加压液出口均与所述围压腔连通，用于向所述围压腔和覆压腔注入或排出加压液。

6.如权利要求1所述的一种为水合物同时加载围压和覆压的装置，其特征在于：所述底塞中部预留有孔压进气口和测温口，所述孔压进气口上端与所述制备腔底部连通，下部与所述充气管连通；所述测温口中设置有温度传感器，用于记录水合物生成和分解过程中的温度。

7.如权利要求1所述的一种为水合物同时加载围压和覆压的装置，其特征在于：所述活塞与所述套筒接触面之间设置有密封圈。

8.一种采用如权利要求1～7任一项所述装置的为水合物同时加载围压和覆压的方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，取下所述反应釜的顶塞和活塞，在所述制备腔内放入预制好的沉积物岩心，然后安装所述反应釜的顶塞和活塞；

第二步，通过所述加压液入口向所述覆压腔和围压腔注入加压液，同步利用所述充气管向所述制备腔内充入预设压力的高压气体用于合成水合物样品；

第三步，待所述制备腔内水合物样品生成完毕后，通过所述注液管注入预设温度的高温液体或抑制剂分解水合物样品，或者通过调整所述开采井的背压分解水合物样品；

第四步，利用所述位移传感器记录整个实验过程所述活塞随覆压和孔压变化时的移动情况，同时利用所述温度传感器记录整个实验过程中水合物的温度变化。

9.如权利要求8所述的一种为水合物同时加载围压和覆压的方法，其特征在于：所述第一步中，在合成水合物样品用的沉积物岩心时，包括三种方法：一是将定量的沉积物与水或冰粉混合均匀后装入；二是先装入定量的沉积物，然后通过注液管注入定量的水；三是完全换为冰粉或定量的水。

10.如权利要求8所述的一种为水合物同时加载围压和覆压的方法，其特征在于：在整个实验过程中围压和覆压始终高于制备腔内水合物样品内的孔压。