第十二閥門；此時(shí)打開第二恒溫水浴，使得存儲(chǔ)罐中的二氧化碳和水在恒定的溫度下進(jìn)行溶解飽和；通過(guò)氣體流量計(jì)和由第一排出閥門排出的水量得到本次充入存儲(chǔ)罐中的二氧化碳的氣體量；
[0022]C、待到步驟B中的二氧化碳在蒸餾水中溶解飽和后，打開第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第七閥門、第八閥門、第十一閥門，關(guān)閉第十二閥門，啟動(dòng)第一平流栗、第二平流栗，并開啟第一恒溫水浴，開始動(dòng)態(tài)循環(huán)狀態(tài)下的二氧化碳水合物反應(yīng)，通過(guò)時(shí)域反射探針、溫度傳感器、壓力傳感器、聲學(xué)換能器、鉑電極、第一壓差計(jì)與第二壓差計(jì)監(jiān)測(cè)水合物反應(yīng)過(guò)程中聲學(xué)、TDR、電學(xué)信號(hào)以及溫度、壓力和壓差的變化，從而確定水合物誘導(dǎo)期、生成速率、飽和度以及水合物的各向異性分布狀況。
[0023]所述的方法，其中，上述方法還包括:
[0024]D、待水合物反應(yīng)結(jié)束后，采用蒸餾水進(jìn)行滲透率的測(cè)量；
[0025]首先關(guān)閉第十一閥門、第二閥門，使得盤式反應(yīng)釜成為一個(gè)封閉系統(tǒng)，保證該封閉系統(tǒng)中的參數(shù)不變，然后緩慢打開第三排出閥門，緩慢地排出一部分二氧化碳飽和液使得盤式反應(yīng)釜內(nèi)壓力略高于相應(yīng)溫度下二氧化碳水合物的平衡壓力，且保證盤式反應(yīng)釜內(nèi)溫度維持不變或者變化非常小，防止生成的二氧化碳水合物分解；然后將存儲(chǔ)罐中的混合液更換為蒸餾水，更換完畢后，打開第二氣瓶，設(shè)置第一減壓穩(wěn)壓閥、第一平流栗、第二平流栗、備壓閥門三者的壓力相同且都等于盤式反應(yīng)釜中的壓力，以保證盤式反應(yīng)釜中的二氧化碳水合物不會(huì)發(fā)生分解；
[0026]同時(shí)，設(shè)置第一平流栗、第二平流栗的流速相同，然后打開第十一閥門、第二閥門，啟動(dòng)第一平流栗、第二平流栗，開始滲透率的測(cè)量；
[0027]待第一平流栗、第二平流栗蒸餾水流量穩(wěn)定，記錄各個(gè)反應(yīng)腔的分支進(jìn)出管之間、總進(jìn)管之間差壓計(jì)的壓差，然后利用達(dá)西定律和上述步驟C中計(jì)算得到的各個(gè)反應(yīng)腔中水合物飽和度、盤式反應(yīng)釜中總的水合物飽和度，進(jìn)而計(jì)算各個(gè)反應(yīng)腔和盤式反應(yīng)釜中總的含水合物沉積物的滲透率。
[0028]本發(fā)明提供的一種用于沉積層中水合物驅(qū)替形成各向異性研究的研究裝置及方法，采用盤式反應(yīng)釜、第一平流栗、第二平流栗、相關(guān)管路以及控制中心的技術(shù)方式，通過(guò)相關(guān)傳感器監(jiān)測(cè)水合物反應(yīng)過(guò)程中聲學(xué)、TDR、電學(xué)信號(hào)以及溫度、壓力和壓差的變化，從而確定水合物誘導(dǎo)期、生成速率、飽和度以及水合物的各向異性分布狀況，得到各個(gè)腔體在軸向、徑向和切向水合物反應(yīng)分布和飽和度，以及盤式反應(yīng)釜中總的水合物在沉積物中各向異性分布情況，從而獲取模擬海底二氧化碳水合物的形成分布規(guī)律與相關(guān)參數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明中研究裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明中盤式反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明中盤式反應(yīng)釜一個(gè)反應(yīng)腔的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本發(fā)明提供了一種用于沉積層中水合物驅(qū)替形成各向異性研究的研究裝置及方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0033]本發(fā)明提供了一種用于沉積層中水合物驅(qū)替形成各向異性研究的研究裝置，如圖1所示的，其包括用于控制研究裝置運(yùn)行的控制中心58，其中，研究裝置還包括一盤式反應(yīng)釜1，盤式反應(yīng)釜I內(nèi)布置有多個(gè)傳感器，盤式反應(yīng)釜I通過(guò)對(duì)應(yīng)管路分別與第一平流栗2、第二平流栗3相連通，第一平流栗2通過(guò)相應(yīng)管路與存儲(chǔ)罐4相連通，第二平流栗3選擇性與第一氣瓶5、第二氣瓶6、存儲(chǔ)罐4相連通；通過(guò)存儲(chǔ)罐4將氣體、液體或氣液混合物導(dǎo)入盤式反應(yīng)釜I內(nèi)進(jìn)行分析。第一氣瓶5—般存儲(chǔ)二氧化碳，但是也可以存儲(chǔ)如甲烷水合物、乙烷水合物、天然氣水合物或者是制冷劑水合物等，第二氣瓶6 —般存儲(chǔ)氮?dú)狻４鎯?chǔ)罐4的接頭采用大快插連接，可以直接旋開上部的滾花壓帽并拔出快插頭，向儲(chǔ)液罐中注水，而不用旋開儲(chǔ)液罐上蓋，方便快捷。第一平流栗2、第二平流栗3的流量、壓力均可調(diào)節(jié)，可以滿足不同實(shí)驗(yàn)工況的要求。
[0034]在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例中，如圖1所示的，上述第一平流栗2通過(guò)第一管路7與存儲(chǔ)罐4下部相連通，第一平流栗2通過(guò)第二管路8與盤式反應(yīng)釜I的總進(jìn)管9相連通，第一管路7與第二管路8之間設(shè)置有第一連接管路10 ;
[0035]盤式反應(yīng)釜I上的多個(gè)分支出管11均與一總出管12相連通，總出管12與第二平流栗3相連通，第二平流栗3通過(guò)第三管路13與儲(chǔ)存瓶4上部相連通，總出管12與第三管路13之間設(shè)置有第二連接管路14，第三管路13連接有第四管路15，第四管路15與第一氣瓶5相連通，第四管路15與第一管路7之間設(shè)置有第三連接管路16，第三管路13上設(shè)置有第五管路17，第五管路17與第二氣瓶6相連通；
[0036]第一管路7在近第一平流栗2端設(shè)置有第一閥門18，在近存儲(chǔ)罐4端設(shè)置有第二閥門19 ;第二管路8在近第一平流栗2端設(shè)置有第三閥門20，在近總進(jìn)管9端設(shè)置有第四閥門21 ;第一連接管10在近第一閥門18端設(shè)置有第五閥門64，第一連接管10在近第三閥門20端設(shè)置有第六閥門22;
[0037]總出管12在近第二平流栗3端設(shè)置有第七閥門23，第三管路13在近第二平流栗3端設(shè)置有第八閥門24 ;第二連接管14在近第七閥門23端設(shè)置有第九閥門25，第二連接管14在近第八閥門24端設(shè)置有第十閥門26 ;第三管路13在近存儲(chǔ)罐4端設(shè)置有第十一閥門27，第五管路17與第三管路13連接處設(shè)置有備壓閥門28，第五管路17在近第二氣瓶6端設(shè)置有第一減壓穩(wěn)壓閥門29 ;第三連接管路16下方的第四管路15上設(shè)置有第十二閥門30，第三連接管路16上設(shè)置有第十三閥門31 ;
[0038]第四管路15在近第一氣瓶5端設(shè)置有氣體流量計(jì)32，氣體流量計(jì)32 —側(cè)的第四管路15上設(shè)置有第二減壓穩(wěn)壓閥33，氣體流量計(jì)32另一側(cè)的第四管路15上設(shè)置有單向閥34。
[0039]更進(jìn)一步的，上述盤式反應(yīng)Il I的底部設(shè)置有多個(gè)排污管35，每個(gè)排污管35上均設(shè)置有排污閥門36，具體的是盤式反應(yīng)釜I的每個(gè)反應(yīng)腔對(duì)應(yīng)一個(gè)排污管35。
[0040]更進(jìn)一步的，上述第一管路7在存儲(chǔ)罐4底部處設(shè)置有第一排出管37，第一排出管37上設(shè)置有第一排出閥門38 ;第十一閥門27與第十二閥門30之間的第三管路13上設(shè)置有第二排出管39，第二排出管39上設(shè)置第二排出閥門40 ;總出管12上設(shè)置有第三排出管41，第三排出管41上設(shè)置有第三排出閥門42。
[0041 ] 在本發(fā)明的另一較佳實(shí)施例中，如圖2與圖3所示的，上述盤式反應(yīng)釜I包括釜體43，總進(jìn)管9設(shè)置在Il體43中部，爸體43配置有一爸蓋，爸蓋與爸體43為卡箍式結(jié)構(gòu)，爸蓋與釜體形成反應(yīng)室，反應(yīng)室通過(guò)隔板44形成多個(gè)反應(yīng)腔45，總進(jìn)管9與每個(gè)反應(yīng)腔45的對(duì)應(yīng)處設(shè)置有一個(gè)進(jìn)口 46，每個(gè)反應(yīng)腔45的側(cè)壁上設(shè)置有一個(gè)出口 47，每個(gè)出口 47配置有一個(gè)分支出管U，每個(gè)分支出管11與總出管12的連接處均設(shè)置有控制閥48 ;每個(gè)反應(yīng)腔45內(nèi)配置有一組時(shí)域反射探針49、一組溫度傳感器50、一組壓力傳感器51、一組聲學(xué)換能器52與一組鉑電極53 ;時(shí)域反射探針49、溫度傳感器50、壓力傳感器51、聲學(xué)換能器52、鉑電極53均與控制中心通信連接。
[0042]更進(jìn)一步的，上述一組時(shí)域反射探針49包括兩個(gè)時(shí)域反射探針，時(shí)域反射探針安裝在對(duì)應(yīng)反應(yīng)腔45之豎向中間位置的一個(gè)平面上，時(shí)域反射探針以釜體43中心徑向輻射均勻地安裝；一組聲學(xué)換能器52包括兩套聲學(xué)換能器，兩套聲學(xué)換能器分別處于位于對(duì)應(yīng)反應(yīng)腔45之徑向1/3、2/3位置處，每套聲學(xué)換能器52包括兩個(gè)聲學(xué)換能器部件，一個(gè)發(fā)射器，一個(gè)接收器；一組鉑電極53包括兩對(duì)鉑電極，兩對(duì)鉑電極分別處于位于對(duì)應(yīng)反應(yīng)45腔徑向1/3、2/3位置處，每對(duì)鉑電極包括兩個(gè)鉑電極片；一組溫度傳感器50包括三個(gè)溫度傳感器，一組壓力傳感器51包括三個(gè)壓力傳感器，一個(gè)溫度傳感器與一個(gè)壓力傳感器形成一個(gè)測(cè)量單元，三個(gè)測(cè)量單元均勻布置在對(duì)應(yīng)的進(jìn)口 46處、出口 47處以及進(jìn)口 46與出口 47之間的反應(yīng)腔45 ;時(shí)域反射探針49均與TDR采集轉(zhuǎn)換器54通信連接，聲學(xué)換能器52均與聲學(xué)采集轉(zhuǎn)換器55通信連接，鉑電極53均與阻抗采集轉(zhuǎn)換器56通信連接，測(cè)量單元、TDR采集轉(zhuǎn)換器54、聲學(xué)采集轉(zhuǎn)換器55、阻抗采集轉(zhuǎn)換器56均通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀57與控制中心58通信連接。
[0043]每個(gè)單獨(dú)反應(yīng)腔45內(nèi)均一組時(shí)域反射探針49、一組溫度傳感器50、一組壓力傳感器51、一組聲學(xué)換能器52與一組鉑電極53，其均通過(guò)安裝支架進(jìn)行安裝，并盡可能考慮它們之間的干擾。根據(jù)盤式反應(yīng)釜的規(guī)格，反應(yīng)腔45的數(shù)量可以適當(dāng)增減，既能較為全面的反應(yīng)整個(gè)作用半徑內(nèi)空間測(cè)量的全面性，又能減少不同監(jiān)測(cè)手段之間的干擾，提高測(cè)量精度。這樣可以很好地確定每個(gè)腔體中徑向