›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (10): 2972-2976.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

海底扩散体系含天然气水合物沉积物制样方法与装置

魏厚振,韦昌富,颜荣涛,吴二林,陈 盼   

  1. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点试验室,武汉 430071
  • 收稿日期:2010-04-26 出版日期:2011-10-10 发布日期:2011-10-13
  • 作者简介:魏厚振,1980年生,男,博士,助理研究员,主要从事天然气水合物开发利用中的岩土力学与工程问题的研究
  • 基金资助:

    中国科学院知识创新工程重要方向项目资助(No.KZCX2-YW-JS108);岩土力学与工程国家重点实验室前沿领域探索性项目资助(No.SKLQ014);中国科学院“百人计划”择优支持项目资助。

A method and apparatus for formation sample of gas hydrates bearing sediments in marine diffusion system

WEI Hou-zhen, WEI Chang-fu, YAN Rong-tao, WU Er-lin, CHEN Pan   

  1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China
  • Received:2010-04-26 Online:2011-10-10 Published:2011-10-13

摘要: 天然气水合物是分布在海洋和大陆多年冻土中的一种具有巨大商业开发价值的新型战略性替代能源。同时,含天然气水合物地层中水合物的分解将带来严重的地质灾害和气候问题的关注。试验室内开展含天然气水合物沉积物物理力学性质研究需要首先解决的是制样问题,即在试验室内快速形成符合现场原位形成模式的试样,并且水合物均匀分布于土样孔隙中。海洋天然气水合物主要是在扩散体系中形成的,即溶解在水中的气体以扩散迁移的方式进入温压条件适合的地层内与水结合生成天然气水合物。文中试验方法与装置利用高压恒流泵驱动溶有气体的去离子水在土样中循环,采用磁力搅拌装置加速和增大气体在水中的溶解,使土样在较短时间内被溶气水饱和,然后将土样温度降低至与气体压力相对应的相变温度以下后,溶于水中的气体与水结合生成水合物析出,且均匀地填充土样孔隙中。采用粉土和CO2气体试验表明,制得含水合物沉积物大约需1 d的时间,通过观察和测试含水率证明,所制得试样具有良好的均匀性,解决了目前在试验中采用的制样方法所制得的试样中水合物分布不均匀以及水合物形成时间过长的问题,为进一步开展含天然气水合物沉积物物理力学试验提供了技术保证

关键词: 天然气水合物, 含天然气水合物沉积物, 制样方法与装置

Abstract: Natural gas hydrate is one of the most important potential energy sources distributing in the seabed and continental permafrost; at the same time, the dissociation of hydrate in hydrates bearing layers is a triggering factor of global climate change and geologic hazards. The method and apparatus for formation sample is a basic issue for researching on hydrates-bearing sediments(HBS), which require homogeneity of the sample according with in-situ formation mode as soon as possible. Most marine hadrate formed in diffusion system, which means the gas transfered to the hydrate occur zone by diffusion in water and formed hydrate.Gas-bearing water is moved in cycles by constant-flow pump in this method and apparatus; and gas solubility in water is enlarged through stirred by magnetic stirring apparatus; soil sample could be saturated with gas-bearing water in short time; and then reduce the temperature of soil sample, Gas dissolved in water associates with water to form hydrate filling in the pore of soil sample equably. The experiments show that 1 day is spent to form the hydrates-bearing sediments used by silt and CO2 sample. Homogeneity is testified through observing and testing water-contents of different positions in formed sample. Thereby , heterogeneity caused by hydrate distribution in pore of sample and cost time too long is dissolved well; technological basis is provided for physico- mechanical experiments of hydrates bearing sediments.

Key words: gas hydrate, gas hydrates-bearing sediments, method and apparatus

中图分类号: 

  • TU 447
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