【摘要】：天然氣水合物是一種備受世界各國關(guān)注的新能源。目前國內(nèi)外天然氣水合物研究主要集中在物性測試分析與開發(fā)模擬實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面。本課題主要研究天然氣水合物聲學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的開發(fā)和實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)。通過對(duì)CH4水合物的生成與分解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探索新的實(shí)驗(yàn)測試方法。 論文所介紹的實(shí)驗(yàn)裝置可對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)上下氣室壓差進(jìn)行控制，模擬沉積物中天然氣由下往上緩慢擴(kuò)散并在一定溫壓條件下生成水合物的過程；實(shí)驗(yàn)過程中通過Pt100熱電阻和壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測反應(yīng)釜內(nèi)溫壓變化；使用時(shí)域反射技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測反應(yīng)釜內(nèi)水合物的飽和度情況；對(duì)沉積物中天然氣水合物生成分解過程，通過使用超聲波探測技術(shù)進(jìn)行聲學(xué)特性測試。整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置自動(dòng)化程度較高，能夠自動(dòng)安全地采集反應(yīng)釜內(nèi)溫度、壓力、時(shí)域反射和超聲波數(shù)據(jù)。在對(duì)裝置的調(diào)試過程中分別就反應(yīng)釜內(nèi)壓力控制、溫度、時(shí)域反射技術(shù)系統(tǒng)和超聲波探測系統(tǒng)的配置、標(biāo)定與校準(zhǔn)作出了詳細(xì)的介紹。 在CH4水合物的生成與分解實(shí)驗(yàn)過程中，首次將防水透氣沙用于天然氣水合物實(shí)驗(yàn)，并詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)步驟，改進(jìn)了“下進(jìn)氣”天然氣水合物實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)中的溫壓、時(shí)域反射和超聲波數(shù)據(jù)分別進(jìn)行分析處理與比較，分析了水合物生成與分解的飽和度變化情況，同時(shí)驗(yàn)證了該套實(shí)驗(yàn)裝置的性能。 最后，對(duì)本論文中所取得的研究成果作出了總結(jié)，提出了論文中研究的不足，對(duì)下一步研究計(jì)劃進(jìn)行了展望。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)（華東）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P744.4
【圖文】：

電阻率則相反。在水合物實(shí)驗(yàn)研究中，我們通常采用直接測量和間接測量兩種方法測量電阻率。圖2-1 所示為直接測量法，其工作原理為：將 4 只電極放入多孔介質(zhì)中，兩只外側(cè)的電極向多孔介質(zhì)提供恒定電流 I，從兩只中間的電極獲得電壓差 ΔU，進(jìn)而得到介質(zhì)電阻率的值。圖 2-2 所示為間接測量法，A 為供電電極，B 為接地電極，M、N 為測量電極

勢[12]。2.1.2 電學(xué)探測方式電法探測技術(shù)的設(shè)計(jì)思想是基于自然界中物質(zhì)的導(dǎo)電能力因物質(zhì)的不同而不原理，其中導(dǎo)電能力的表示方法通常采用電導(dǎo)率和電阻率兩種——電導(dǎo)率的單位是S電阻率是電導(dǎo)率的倒數(shù)，單位是 ·m。溶液中離子的定向移動(dòng)傳導(dǎo)電流，因此在電變的前提下，電導(dǎo)率將隨溶液離子濃度的增加而增加，電阻率則相反。在水合物實(shí)驗(yàn)研究中，我們通常采用直接測量和間接測量兩種方法測量電阻率2-1 所示為直接測量法，其工作原理為：將 4 只電極放入多孔介質(zhì)中，兩只外側(cè)的向多孔介質(zhì)提供恒定電流 I，從兩只中間的電極獲得電壓差 ΔU，進(jìn)而得到介質(zhì)電阻值。圖 2-2 所示為間接測量法，A 為供電電極，B 為接地電極，M、N 為測量電極源通過 A 向多孔介質(zhì)供給電流 I 建立多孔介質(zhì)內(nèi)的電場，測量 M、N 之間的電場感位差 ΔUMN，周圍區(qū)域的電阻率即為電位差 ΔUMN與電流 I 的比值。

圖 2-3 GHASTLI 水合物實(shí)驗(yàn)裝置Fig2-3 Experimental installation for GHASTLI hydrate奧特·瓦特大學(xué)水合物研究中心的實(shí)驗(yàn)裝置[28][29]奧特·瓦特大學(xué)（Heriot-Watt University）的水合物研有世界先進(jìn)的設(shè)備和設(shè)施，有著從低壓到超高壓、靜實(shí)驗(yàn)裝置。這些裝置涉及到水合物生成和分解的動(dòng)力制備、流動(dòng)保證和水合物抑制劑設(shè)計(jì)、用于油氣運(yùn)輸然氣水合物研究等。其中有 2 個(gè)微觀可視化水合物Pa 和 40MPa，工作溫度為-20~80℃，可以微觀研究特征和水合物的形成分解以及抑制劑效果；11 個(gè)帶有來研究水合物形成和分解動(dòng)力學(xué)特性、水合物的相評(píng)價(jià)，其壓力最高可達(dá) 68.9MPa，工作溫度-60~70℃力為 40 MPa，可以研究飽和度、孔隙尺寸和水合物

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張文亮,賀艷梅,孫豫紅;天然氣水合物研究歷程及發(fā)展趨勢[J];斷塊油氣田;2005年02期

2 張毅;何麗娟;徐行;汪集e

本文編號(hào)：2757961