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    重庆时时彩投注倍数图: 模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统和方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201910015807

    申请日:

    20190108

    公开号:

    CN109555519A

    公开日:

    20190402

    当前法律状态:

    实质审查的生效

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效
    IPC分类号: E21B49/00;E21B43/01 主分类号: E21B49/00;E21B43/01
    申请人: 华侨大学
    发明人: 陈星欣;张欣然;杨恒超;郭力群;蔡奇鹏
    地址: 362000 福建省泉州市丰泽区城东城华北路269号
    优先权:
    专利代理机构: 35204 代理人: 张松亭;张迪
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201910015807

    授权公告号:

    法律状态公告日:

    20190426

    法律状态类型:

    实质审查的生效

    摘要

    本发明提供了模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统和方法,模型试验箱装置包括上下设置的压力室和土样存放室,以及将二者密封隔离的加压板;竖向压力系统用于向压力室中施加压力以推动加压板向下移动;土样存放室中存有土样;土样存放室的背板具有阵列设置的通孔,每个通孔都连接至孔隙水压力计;土样存放室的左右两侧分别连通出水口和入水口,出水口处的筛网上粘贴有防水应变片,以测量出水口处的筛网的水平和竖直应变;渗流系统与入水口连通,以向土样存放室中输入水气混合物;变形量测系统测量土样中砂体的移动和变形情况;孔压量测系统得到土样孔隙水压力的空间分布和随时间的演化特性。

    权利要求书

    1.一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统,其特征在于包括:模型试验箱装置、竖向压力系统、渗流系统、变形量测系统、孔压量测系统; 所述模型试验箱装置包括上下设置的压力室和土样存放室,以及将二者密封隔离的加压板;所述加压板与竖杆的一端连接;所述竖向压力系统用于向所述压力室中施加压力以推动所述加压板和竖杆向下移动; 所述土样存放室中存有土样,所述土样的上表面覆盖有橡皮膜;所述土样存放室的背板具有阵列设置的通孔,每个通孔都连接至孔隙水压力计;所述土样存放室的左右两侧分别连通出水口和入水口,并且所述出水口和入水口处分别设置有不同规格的筛网;出水口处的筛网上粘贴有防水应变片,以测量出水口处筛网的水平和竖直应变; 所述渗流系统与所述入水口连通,以向所述土样存放室中输入水气混合物; 所述变形量测系统包括位移传感器和粒子图像测速法监测系统;所述位移传感器与竖杆的另一端连接,所述粒子图像测速法监测系统用于拍摄水气混合物通过土样时,砂体的移动和变形情况; 所述孔压量测系统将所述孔隙水压力计测量的数值进行记录和图形化处理,得到土样孔隙水压力的空间分布和随时间的演化特性。 2.根据权利要求1所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统,其特征在于:所述竖向压力系统包括第一空压机和第一减压阀,所述空压机的输出口通过第一减压阀连通至压力室上的加压孔,以向压力室中输送气体。 3.根据权利要求2所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统,其特征在于:所述压力室还具有一注水孔;第一空压机输出的气体施加在压力室的水面顶面上,使得水推动加压板向下移动。 4.根据权利要求1所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统,其特征在于:所述渗流系统包括水源供应系统和气源供应系统;其通过水气混合开关连通至所述入水口。 5.根据权利要求4所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统,其特征在于:所述水源供应系统包括第二空压机和水箱;所述第二空压机输出的空气通过第二减压阀注入水箱,将水箱中的水输出水箱流至所述水气混合开关。 6.根据权利要求4所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统,其特征在于:所述气源供应系统包括第三空压机和第三减压阀;所述第三空压机输出的空气通过第三减压阀流至所述水气混合开关。 7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统,其特征在于:还包括测试系统;所述测试系统由气液固分离系统和颗粒测试系统组成;所述气液固分离系统用于将出水口流出的砂水气混合物进行分离,所述颗粒测试系统用于测试砂的粒径和数量。 8.根据权利要求7所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统,其特征在于:所述气液固分离系统包括三通阀、滤网、开口容腔和密闭容器: 所述三通阀的进口连通所述出水口,第一出口通过滤网连通所述开口容器;所述滤网的前方还具有沿着竖直方向设置管道,其连通至所述密闭容器;所述滤网的孔径小于砂的直径。 9.根据权利要求7所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统,其特征在于:所述颗粒测试系统包括取样瓶、激光粒度仪、颗粒计数仪;所述取样瓶连通至三通阀的第二出口;激光粒度仪测量取样瓶中砂的粒径分布,所述颗粒计数仪通过光阻法对取样瓶中的砂粒数量进行测试。 10.一种使用权利要求8或9所述的装置进行模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验方法,其特征在于包括如下步骤: 1)将土样分层填装到模型试验箱的土样存放室中,分层压实; 2)在土样的上表面覆盖一层橡胶膜,然后安装模型试验箱的上部压力室,安装时,橡皮膜不需绷紧,但橡皮膜要被周边法兰夹住牢固,确保压力室内的水不会渗漏到土样里面以及模型箱外侧。 3)往压力室中注满水,通过第一空压机与第一减压阀、加压孔对压力室充入气体,使得水推动加压板向下移动,将橡皮膜压至土样顶面,保证土样顶面受到恒定的竖向压力; 4)打开第二空压机,第二空压机输出的空气通过第二减压阀注入水箱将其中的水压出至水气混合开关; 5)打开第三空压机,第三空压机输出的空气通过第三减压阀输入水气混合开关; 6)打开水气混合开关,使得水气混合物从入水口进入土样存放室,再通过出水口流出;通过防水应变片测量出水口处筛网的水平和竖直应变; 7)从出水口流出的水、气、砂混合物通过气固液分离系统进行自动分离和采集;每隔一段时间在取样口用取样瓶进行取样,通过激光粒度仪测定固体颗粒的粒径分布,通过颗粒计数仪对颗粒数量进行测试; 8)在试验过程中,通过粒子图像测速法监测系统测量土样出砂过程中砂体的移动和变形,得到任意时刻砂体的位置变化; 9)在试验过程中,通过位移传感器测量竖杆向下移动的情况,求得土样总的竖向变形量; 10)试验过程中,通过孔压量测系统,测土样孔隙水压力的空间分布和随时间的演化特性。

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