專利名稱：天然氣水合物分解對結構物穩(wěn)定性影響實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及天然氣水合物研究領域，尤其是一種天然氣水合物分解 對結構物穩(wěn)定性影響實驗裝置。
背景技術：
天然氣水合物是一種類水狀的天然氣礦藏，它是一種籠形化合物或 稱包絡狀混合物，它的形成不是通過分子間的強吸引力作用，而是水分 子形成的籠狀結構緊密地包裹了另 一種分子。天然氣水合物的主要成分 是曱烷水合物。美國地質調查局最近的一篇研究報告顯示自然界中天然 形成的甲烷水合物的碳含量遠大于目前所有化石燃料中的碳含量的總和。研究發(fā)現(xiàn)1體積的甲烷水合物中含有標準狀態(tài)下164個體積的曱烷 氣體，它能給人類提供和儲存了大量的能源。但同時曱烷是一種比二氧 化碳熱容更高的溫室氣體，其效能是后者的20倍以上。在海底，天然氣水合物是極其脆弱的， 一旦某種因素(如海平面下 降、海底構造活動、海底熱流值增高、鉆井或采氣不當?shù)?引起海底壓 力降低或溫度上升，天然氣水合物將有可能分解成天然氣和水，從而影 響海底沉積物的穩(wěn)定性，甚至導致海底滑i皮和海洋結構物的嚴重失穩(wěn)與 破壞，天然氣的大量釋放，會造成生物滅亡和氣候變暖等環(huán)境災害。發(fā)明內容針對現(xiàn)有存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種天然氣水合物分 解對結構物穩(wěn)定性影響實驗裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種天然氣水合物分解對結構物穩(wěn)定性影 響實驗裝置包括模型箱、結構物、分解條件提供部和測量系統(tǒng)，其中模 型箱用于進行含天然氣水合物地層的制備和分解，結構物與該地層直接 固定連接或通過系泊系統(tǒng)與其固定連接；分解條件提供部提供天然氣水 合物分解時所需的分解條件；測量系統(tǒng)用于測量天然氣水合物形成和分解過程中力學、熱力學參數(shù)。進一步，所述分解條件提供部豎直設置在天然氣水合物中，或水平 設置在天然氣水合物的下部。進一步，所述模型箱內為高壓低溫環(huán)境。本發(fā)明可在實驗室中模擬天然氣水合物的合成與分解過程，并可測 量在天然氣水合物分解時，對結構物穩(wěn)定性的影響，通過測量相關數(shù)據(jù)， 可為天然氣水合物的開采、環(huán)境破壞的預防等，提供可靠的依據(jù)。


附圖為本發(fā)明結構示意圖。
具體實施方式
如附圖所示，本發(fā)明一種天然氣水合物分解對結構物穩(wěn)定性影響實驗裝置包括模型箱l、結構物4、分解條件提供部3和測量系統(tǒng)6，其中， 模型箱l:在模型箱1內合成含天然氣水合物地層2，該地層2可以 全部是天然氣水合物沉積物，也可以是含天然氣水合物地層與不含天然 氣水合物地層構成的復合地層，模型箱1內為高壓低溫環(huán)境，提供天然 氣水合物地層2的形成條件，是整個合成系統(tǒng)的一部分。同時，為模擬 實際海床，模型箱1可以是水平設置的，也可以設置有一定坡度等不平 整的形狀。分解條件提供部分3:可以是豎直設置的管道，也可以是水平設置的 管道，通過在管道中注熱或降壓，破壞天然氣水合物2的穩(wěn)定條件，促 使天然氣水合物2分解。結構物4:模擬海床，或模擬海洋工程中的實際結構物，如平臺、平 臺基礎、管線等。測量系統(tǒng)6:測量天然氣水合物地層2形成和分解過程中的溫度、壓 力、以及結構物4的變形、承載力等。
權利要求
1、一種天然氣水合物分解對結構物穩(wěn)定性影響實驗裝置，其特征在于，該裝置包括模型箱、結構物、分解條件提供部和測量系統(tǒng)，其中模型箱用于進行含天然氣水合物地層的制備和分解結構物與該地層直接固定連接或通過系泊系統(tǒng)與其固定連接；分解條件提供部提供天然氣水合物分解時所需的分解條件；測量系統(tǒng)用于測量天然氣水合物形成和分解過程中力學、熱力學參數(shù)。
2、 如權利要求l.所述的一種天然氣水合物分解對結構物穩(wěn)定性影響實 驗裝置，其特征在于，所述分解條件提供部豎直設置在天然氣水合 物中，或水平設置在天然氣水合物的下部。
3、 如權利要求1所述的一種天然氣水合物分解對結構物穩(wěn)定性影響實 驗裝置，其特征在于，所述模型箱內為高壓低溫環(huán)境。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然氣水合物分解對結構物穩(wěn)定性影響實驗裝置包括模型箱、結構物、分解條件提供部和測量系統(tǒng)，其中模型箱用于進行含天然氣水合物地層的制備和分解，結構物與該地層直接固定連接或通過系泊系統(tǒng)與其固定連接；分解條件提供部提供天然氣水合物分解時所需的分解條件；測量系統(tǒng)用于測量天然氣水合物形成和分解過程中力學、熱力學參數(shù)。本發(fā)明可在實驗室中模擬天然氣水合物的合成與分解過程，并可測量在天然氣水合物分解時，對結構物穩(wěn)定性的影響，通過測量相關數(shù)據(jù)，可為天然氣水合物的開采、環(huán)境破壞的預防等，提供可靠的依據(jù)。
文檔編號G01N19/00GK101246155SQ20081010285
公開日2008年8月20日 申請日期2008年3月27日 優(yōu)先權日2008年3月27日
發(fā)明者王淑云, 王愛蘭, 京 趙, 魯曉兵 申請人:中國科學院力學研究所