[发明专利]含天然气水合物土压缩系数测试装置及其方法

摘要

本发明公开了一种含天然气水合物土压缩系数测试装置及其方法，涉及一种天然气水合物土的测试技术。本装置包括压缩固结仪(10)、气水混合容器(20)、磁力搅拌装置(30)、恒流泵(40)、真空泵(50)、百分表(60)、供气装置(70)、恒温装置(80)、数据采集器(90)、管线(100)、加载装置(110)、气体压力传感器(P)、第一、二温度传感器(T1、T2)和第1～7阀门(V1～V7)。本发明能真实模拟海底含天然气水合物土的形成并制样；能简便准确地测得不同条件下含天然气水合物土的压缩系数；适用于模拟不同工况与条件下含天然气水合物土压缩性状变化规律。

主权项

一种含天然气水合物土压缩系数测试装置，其特征在于：包括压缩固结仪(10)、气水混合容器(20)、磁力搅拌装置(30)、恒流泵(40)、真空泵(50)、百分表(60)、供气装置(70)、恒温装置(80)、数据采集器(90)、管线(100)、加载装置(110)、气体压力传感器(P)、第一、二温度传感器(T1、T2)和第1～7阀门(V1～V7)；所述的压缩固结仪(10)包括由不锈钢材料制成的上盖(11)、底座(12)、T形活塞(13)、水浴夹套(14)和螺栓(15)，其内自下而上形成有土样室(K1)、下平衡压力室(K3)和上平衡压力室(K2)；其位置和连接关系是：土样室(K1)的下部和气水混合容器(20)下部分别通过第6、7阀门(V6、V7)和恒流泵(40)相连，固结压缩仪(10)上部和气水混合容器(20)上部通过T形活塞(13)管道、第4、5阀门(V4、V5)相连，上平衡压力室(K2)通过管线(100)与气水混合容器(20)相连；加载装置(110)的荷载施加于T形活塞(13)上，百分表(60)置于T形活塞(13)和上盖(11)之上测量土样的位移；磁力搅拌装置(30)置于气水混合容器(20)下面，通过动力传动机构(31)带动叶轮(32)搅拌使气水充分混合；气源(71)依次通过高压调节阀(72)、第4阀门(V4)和高压气体压力表(73)后与气水混合容器(20)相连，安全阀(74)与气水混合容器(20)相连，保持供气系统的安全性；真空泵(50)依次通过第3、4阀门(V3、V4)与气水混合容器(20)相连，对整个装置实行抽真空排杂气处理，还可以进行土样的抽真空饱和处理；整个装置通过第2阀门(V2)与大气相通；恒温装置(80)通过软管与压缩固结仪(10)的水浴夹套(14)相连，控制土样室(K1)的土样温度；第1温度传感器(T1)与气水混合容器(20)相连，测量气水混合容器(20)中的温度，第2温度传感器(T2)与压缩固结仪(10)的水浴夹套(14)相连，测量控制土样室(K1)中的试样温度；气体压力传感器(P)与汽水混合容器(20)相连，测量整个装置的压力；数据采集器(90)通过数据线分别与百分表(60)、各个温度和压力传感器相连，实时监测系统的位移、温度和压力动态。