[发明专利]一种模拟底辟活动对水合物成藏影响规律的装置及方法

权利要求书

1.一种模拟底辟活动对水合物成藏影响规律的装置，包括底辟侵入反应釜以及与底辟侵入反应釜连接的模拟附件，所述模拟附件包括低温控制模块、气体供给模块、液体供给模块、底辟流体制备与供给模块(19)、有效应力加载模块和数控中心模块(21)，底辟流体制备与供给模块(19)与底辟侵入反应釜相连，低温控制模块用以维持底辟侵入反应釜内部水合物合成所需的温度环境，气体供给模块和液体供给模块用以向底辟侵入反应釜和底辟流体制备与供给模块(19)提供制备所需气体和液体，有效应力加载模块用以对底辟侵入反应釜施加相应应力；数控中心模块(21)实现对模拟过程中是参数控制及数据记录，其特征在于：

所述底辟侵入反应釜包括反应釜本体(1)、反应釜上端盖(2)和反应釜下端盖(3)，反应釜上端盖(2)上设置有活塞容器，反应釜本体(1)内侧壁上设有电阻率层析成像测量绝缘板(4)，反应釜本体(1)内部不同高度布置数组温度探头组(6)；反应釜本体(1)内部自上而下安装有地层上覆应力加载板(5)、气体分流板(7)和气室(8)，所述地层上覆应力加载板(5)与活塞容器相连，反应釜下端盖(3)设置与气室(8)连通的高压气体入口(13)；反应釜本体(1)的底部设置有底辟流体注入孔(9)，气体分流板(7)上设有与底辟流体注入孔(9)配合的通孔；

所述底辟流体制备与供给模块(19)包括柱塞式高压缸(19-1)，柱塞式高压缸(19-1)内部设置有底辟输送盘管(19-6)、搅拌桨(19-7)、高压缸内芯(19-8)和气体注入盘管(19-9)，底辟输送盘管(19-6)从柱塞式高压缸(19-1)顶部延伸到高压缸内芯(19-8)上部，所述气体注入盘管(19-9)从高压缸内芯(19-8)下部延伸至柱塞式高压缸(19-1)的底部，柱塞式高压缸(19-1)底部安装有高压缸底座(19-10)，高压缸底座(19-10)上设置有与气体注入盘管(19-9)相连的底辟制备气体入口(19-12)以及柱塞推动液体入口(19-13)，底辟制备气体入口(19-12)与气体供给模块连接，柱塞推动液体入口(19-13)与液体供给模块连接，搅拌桨(19-7)设置在高压缸内芯(19-8)上；通过以恒定速率从柱塞推动液体入口(19-13)向柱塞式高压缸(19-1)下部注入蒸馏水，驱动高压缸内芯(19-8)向上运动，底辟模拟流体以恒定速率挤入天然气水合物模拟储层。

2.根据权利要求1所述的模拟底辟活动对水合物成藏影响规律的装置，其特征在于：所述柱塞式高压缸(19-1)外围设置有波尔贴(19-5)，柱塞式高压缸(19-1)顶部设置有底辟制备液体入口(19-2)、放空口(19-3)以及与底辟输送盘管(19-6)相连的底辟流体出口(19-4)；

所述高压缸底座(19-10)上设置有与搅拌桨(19-7)相连的搅拌桨驱动器(19-11)，底辟制备液体入口(19-2)与液体供给模块连接，底辟流体出口(19-4)与底辟流体注入孔(9)连接，搅拌桨驱动器(19-11)与数控中心模块(21)通讯。

3.根据权利要求1所述的模拟底辟活动对水合物成藏影响规律的装置，其特征在于：所述有效应力加载模块包括与活塞容器相连的压力跟踪泵(24)、储液罐(25)以及设置在上浮应力加载版(5)上的位移传感器(11)，储液罐(25)出口与压力跟踪泵(24)入口连接，压力跟踪泵(24)出口与活塞容器的加载柱塞入口连接。

4.根据权利要求1所述的模拟底辟活动对水合物成藏影响规律的装置，其特征在于：所述低温控制模块包括低温水浴系统(14)、包裹在反应釜本体(1)外围的水浴腔(15)及包裹在水浴腔(15)外围的保温层(16)，水浴腔(15)与低温水浴系统(14)相连。

5.根据权利要求1所述的模拟底辟活动对水合物成藏影响规律的装置，其特征在于：所述气体供给模块包括高压甲烷气瓶(17)和气体流量控制器(18)，在水合物合成阶段，气体流量控制器(18)出口与反应釜下端盖(3)上的高压气体入口(13)连接；在底辟侵入模拟阶段，气体流量控制器(18)出口与底辟流体制备与供给模块(19)连接。