一種天然氣水合物試樣制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及了一種試驗樣品的制作方法，尤其涉及一種天然氣水合物試樣的制作方法。步驟包括制作模具，篩選沙粒，粉碎冰塊，攪拌，計算孔隙比，壓鑄成型，合成水合物。本發(fā)明可以解決天然氣水合物試樣制作時孔隙比控制的問題。其次，本發(fā)明可縮短試樣的制作時間，更加實用簡便。
【專利說明】一種天然氣水合物試樣制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種試驗樣品的制作方法，尤其涉及一種天然氣水合物試樣的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣水合物是由水和天然氣在高壓和低溫條件下形成的類冰的、非化學(xué)計量的、籠形結(jié)晶化合物。天然氣水合物是一種潔凈的能源，被譽稱為21世紀(jì)新能源。其中，甲烷的能源密度(在標(biāo)準(zhǔn)狀況下每單位巖石體積中的甲烷體積)很大，是煤和黑色頁巖的10倍，天然氣的2.5倍。
[0003]天然氣水合物在自然界廣泛分布在大陸、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內(nèi)陸湖的深水環(huán)境。天然氣水合物的形成條件:低溫，溫度一般低于10°c;高壓，壓力一般高于IOMPa ;充足的天然氣(烴類，以甲烷為主)氣體來源；有利的水合物賦存空間。天然氣水合物形成的氣體來源主要是:存在于深部的有機質(zhì)受熱解作用所產(chǎn)生的氣體并向上運移；微生物降解沉積物中有機質(zhì)而產(chǎn)生的氣體；火山作用產(chǎn)生的氣體；大氣溶解。根據(jù)對以上條件的分析和探測，天然氣水合物主要分布于高緯度陸地(凍土帶)和海底。據(jù)統(tǒng)計，90%海域均含有天然氣水合物，分布于各大洋邊緣海域的陸坡、陸隆以及盆地與部分內(nèi)陸海，在特殊環(huán)境中，則可以在海底表面富集。天然氣水合物作為21世紀(jì)的新能源，對人類發(fā)展具有重要的意義，為此，開展模擬水合物的生成等天然氣水合物基礎(chǔ)研究是十分必要的。
[0004]原狀水合物沉積物巖芯獲取的成本高，難度大，而實驗室內(nèi)人工合成天然氣水合物具有很多的優(yōu)點，如參數(shù)可以控制，成本低等，因此目前天然氣水合物相關(guān)的力學(xué)特性試驗的試樣主要是通過實驗室內(nèi)人工合成的天然氣水合物沉積試樣?，F(xiàn)有的制作天然氣水合物試樣多采用反應(yīng)釜中加入水和沙子，再通入氣體，通過控制溫度和壓力來生成水合物試樣，或者是將純甲烷水合物粉末和沙子在低溫環(huán)境中混合，在壓力成型機器中做成型。傳統(tǒng)的水合物試樣制作方法無法真實模擬海底天然氣水合物的生成，而且不能控制水合物的孔隙比、飽和度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有天然氣水合物試樣制作中的不足，提供了一種能夠控制孔隙比的天然氣水合物試樣制作方法。
[0006]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
1.一種天然氣水合物試樣制作方法:步驟如下:
1)、按照標(biāo)準(zhǔn)巖石試樣的大小制作相應(yīng)的模具；
2)、篩選符合粒徑要求的沙子；
3)、將冰塊粉碎成符合粒徑要求的冰粉；
4)、將步驟2和步驟3中的沙子和冰粉充分?jǐn)嚢杈鶆颍?)、將步驟4配置好的冰沙混合物裝入步驟I的模具中，壓鑄成型；
6)、在一定的壓力和溫度的環(huán)境中，在步驟5制作好的坯樣的上下兩個端面通實驗氣體，同時，控制溫度使步驟5制作好的坯樣中的冰粉融化；
7)待氣體在坯樣中充分溶解，降低溫度，生成水合物，完成試樣的制作。
[0007]2.本發(fā)明所述的一種天然氣水合物試樣制作方法，其特征在于:步驟5中所述的坯樣的孔隙比可根據(jù)需要控制。
[0008]3.本發(fā)明所述的一種天然氣水合物試樣制作方法，其特征在于:步驟6所述的實驗氣體包括:甲烷、乙烷、二氧化碳、氮氣等可形成水合物的氣體。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明制作天然氣水合物試樣流程示意圖；
圖2是本發(fā)明天然氣水合物試樣制作成型后示意圖；
圖中各標(biāo)記如下:1活塞桿、2外部缸體、3 (超)導(dǎo)磁體溫度控制器、4拼合卡扣、5套筒、6圍壓注油孔、7底座、8底部注氣孔、9圍壓回油孔、10密封環(huán)、11下滲流板、12試樣、13上滲流板、14上部注氣接口、15上部壓力砧。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明:
1.一種天然氣水合物試樣制作方法:步驟如下:
1)、按照標(biāo)準(zhǔn)巖石試樣的尺寸制作相應(yīng)的模具；
2)、篩選符合粒徑要求的沙子；
3)、將冰塊粉碎成符合粒徑要求的冰粉；
4)、將步驟2和步驟3中的沙子和冰粉充分?jǐn)嚢杈鶆颍?br>
5)、根據(jù)實驗需要計算孔隙比。
【權(quán)利要求】
1.一種天然氣水合物試樣制作方法:其特征在于:步驟如下: 1)、按照標(biāo)準(zhǔn)巖石試樣的大小制作相應(yīng)的模具； 2)、篩選符合粒徑要求的沙子； 3)、將冰塊粉碎成符合粒徑要求的冰粉； 4)、將步驟2和步驟3中的沙子和冰粉充分?jǐn)嚢杈鶆颍? 5)、將步驟4配置好的冰沙混合物裝入步驟I的模具中，壓鑄成型； 6)、在一定的壓力和溫度的環(huán)境中，在步驟5制作好的坯樣的上下兩個端面通實驗氣體，同時，控制溫度使步驟5制作好的坯樣中的冰粉融化； 7)待氣體在坯樣中充分溶解，降低溫度，生成水合物，完成試樣的制作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物試樣的制作方法，其特征在于:步驟5中所述的坯樣的孔隙比可根據(jù)需要控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物的制作方法，其特征在于:步驟6所述的實驗氣體包括:甲烷、乙烷、二氧化碳、氮氣等可形成水合物的氣體。
【文檔編號】G01N1/28GK103983491SQ201410230284
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】蔣宇靜, 公彬, 王剛, 黃娜 申請人:山東科技大學(xué)
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