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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
【技術領域】
[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】
[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、非化學計量的、籠形結晶化合物。天然氣水合物是一種潔凈的能源，被譽稱為21世紀新能源。其中，甲烷的能源密度(在標準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的力學特性試驗的試樣主要是通過實驗室內人工合成的天然氣水合物沉積試樣。現(xiàn)有的制作天然氣水合物試樣多采用反應釜中加入水和沙子，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)、按照標準巖石試樣的大小制作相應的模具；
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攪拌均勻；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。
[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；
圖中各標記如下:1活塞桿、2外部缸體、3 (超)導磁體溫度控制器、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]下面結合附圖對本發(fā)明進一步詳細說明:
1.一種天然氣水合物試樣制作方法:步驟如下:
1)、按照標準巖石試樣的尺寸制作相應的模具；
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攪拌均勻；
5)、根據(jù)實驗需要計算孔隙比。
【權利要求】
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)、按照標準巖石試樣的大小制作相應的模具； 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攪拌均勻； 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