本发明专利技术公开一种考虑沉积角度的水合物力学性质试验装置，包括试验台，试验台上设置有制样部和试验部；制样部包括边框，边框与试验台的顶面可拆卸连接；边框顶面固接有制样组件，制样组件的底端设有斜角，制样组件与试验部电性连接；制样组件的下方设置有用于制作试样的模具；试验部包括用于安装试样的试验主体和数据汇集组件，试验主体的两端分别连通有流体供给组件和流体回收组件，流体供给组件和流体回收组件分别与数据汇集组件电性连接；制样组件与数据汇集组件电性连接。本发明专利技术结构简单，适用性强，能方便的模拟不同角度的天然气水合物沉积层的力学特性，便于试验和研究，大大缩短了试验进程，简化了试验过程。简化了试验过程。简化了试验过程。
【技术实现步骤摘要】
一种考虑沉积角度的水合物力学性质试验装置及试验方法
[0001]本专利技术涉及能源开采
，特别是涉及一种考虑沉积角度的水合物力学性质试验装置及试验方法。
技术介绍
[0002]天然气水合物(可燃冰)是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，广泛分布于深海或陆域永久冻土中，其燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水，污染远小于煤、石油等，且储量巨大，因此被国际公认为石油等的接替能源。
[0003]根据钻孔资料显示，含天然气水合物沉积层各层带之间在地质沉积过程中存在非均匀沉积，导致天然气水合物储层间存在各种不同的角度，从天然气水合物沉积层中采收天然气会使地层沉积层强度降低，增加地层的不稳定性，引起地质塌陷，地底滑坡等灾害。如何经济高效，安全的开采不同角度的沉积层中的天然气水合物，同时又不会引起滑坡与沉积层坍塌等地质灾害，需要深入研究水合物沉积物的力学特性。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种考虑沉积角度的水合物力学性质试验装置，以解决上述现有技术存在的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种考虑沉积角度的水合物力学性质试验装置，包括试验台，所述试验台上设置有制样部和试验部；
[0006]所述制样部包括边框，所述边框与所述试验台的顶面可拆卸连接；所述边框顶面固接的制样组件，所述制样组件的底端设有斜角，所述制样组件与所述试验部电性连接；所述制样组件的下方设置有用于制作试样的模具；
[0007]所述试验部包括用于安装所述试样的试验主体和数据汇集组件，所述试验主体的两端分别连通有流体供给组件和流体回收组件，所述流体供给组件和所述流体回收组件分别与所述数据汇集组件电性连接；所述制样组件与所述数据汇集组件电性连接。
[0008]优选的，所述制样组件包括与所述边框顶端固接的液压油缸，所述液压油缸的输出端固接有压头，所述压头的底端开设有所述斜角；所述液压油缸上固接有第三传感器，所述第三传感器与所述数据汇集组件电性连接。
[0009]优选的，所述模具包括与所述边框底面固接的试样筒，所述试样筒的内腔与所述压头相适配；所述试样筒的内腔底端固接有底壁，所述底壁与所述边框的底端可拆卸连接。
[0010]优选的，所述试验主体包括主体框架，所述主体框架的底端与所述试验台顶面固接；所述主体框架的内腔底面设置有内围压室，所述内围压室的内腔用于安装所述试样；所述内围压室的外壁绕设有换热器；所述内围压室的外部设置有与所述内围压室同轴设置的围压室，所述围压室与所述主体框架侧壁滑动连接；所述主体框架的顶面固接有施压组件，所述施压组件与所述围压室固接，所述施压组件与所述数据汇集组件电性连接；所述内围压室与所述流体回收组件连通；所述围压室与所述流体供给组件连通。
[0011]优选的，所述围压室的底端固接有调心块，所述调心块与所述内围压室抵接；所述调心块上设置有内置载荷传感器，所述内置载荷传感器与所述数据汇集组件电性连接。
[0012]优选的，所述内围压室的下端通过支撑板与所述主体框架固接，所述流体回收组件贯穿所述支撑板后与所述内围压室内腔连通；所述内围压室的顶壁与所述内围压室的内腔滑动连接，所述调心块与所述顶壁抵接；所述流体供给组件贯穿所述调心块和所述顶壁后与所述内围压室的内腔连通；所述内围压室的内腔用于安装所述试样，所述试样分为第一试块和第二试块，所述第一试块和所述第二试块相适配。
[0013]一种考虑沉积角度的水合物力学性质试验方法，括以下试验步骤：
[0014]S1、制作所述试样；选择适当的斜角压制所述试样，并记录所述试样的数据；
[0015]S2、安装待测定的所述试样；将所述试样安装到所述内围压室内腔，并连接所述流体供给组件和所述流体回收组件，并与所述数据汇集组件连接；
[0016]S3、进行试验；根据设定的试验目标进行试验；
[0017]S4、收集试验数据，通过所述数据汇集组件收集试验数据；
[0018]S5、处理试验数据，将所述数据汇集组件收集到的数据进行分析处理，并总结规律。
[0019]优选的，所述步骤S1中，制作所述试样时，由所述底壁位置填入骨料；所述试样的制作温度不高于0℃。
[0020]优选的，所述步骤S1中，所述第一试块仅包括两种制作方法，所述第二试块包括三种制作方法。
[0021]优选的，所述步骤S2中，所述调心块的中心孔与所述顶壁的中心孔正对。
[0022]本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术通过制样组件的斜角配合模具制作具有不同斜角的试样，用于模拟导致天然气水合物储层间的不均匀沉积，与现实地层的相似度更高，试验结果更加精确；制样组件的斜角更换方便，便于调节斜角的角度，模拟不同斜角的沉积层，使用方便；本专利技术的试验本体结合制样组件能根据实际地层条件制作不同成型过程的第二试块，试验结果更加准确，更为经济高效，为安全的开采不同角度的沉积层中的天然气水合物提供理论支持；本专利技术能精确地测定不同沉积层中水合物的力学特性，探讨天然气水合物开采过程中滑坡和沉积层坍塌等地质灾害的出现机理，为安全高效的开采天然气水合物又避免出现地质灾害提供理论支撑和研究方向，加快天然气水合物的开采利用。本专利技术结构简单，适用性强，能方便的模拟不同角度的天然气水合物沉积层的力学特性，便于试验和研究，大大缩短了试验进程，简化了试验过程，为不同角度的天然气水合物沉积层安全高效开采提供理论支撑。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术考虑沉积角度的水合物力学性质试验装置的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术制样部三维图；
[0026]图3为本专利技术制样部结构示意图；
[0027]图4为本专利技术试验部结构示意图；
[0028]图5为本专利技术试验本体的结构示意图；
[0029]图6为图3中A的局部放大图；
[0030]图7为图5中B的局部放大图；
[0031]图8为本专利技术内围压室结构示意图；
[0032]其中，1、边框；2、液压油缸；3、加强板；4、压头；5、试样筒；6、底壁；7、试样；8、试验主体；9、磁致伸缩位移传感器；10、施压油缸；11、油缸附件；12、主体框架；13、围压室；14、线性滑块；15、内围压室；16、起吊油缸；17、调心块；18、内置载荷传感器；19、支撑板；20、流体供给箱；21、第一管道；22、流体回收箱； 23、第二管道；24、第一传感器；25、第二传感器；26、第三传感器； 27、数据收集模块；28、数据处理模块；29、试验台；30、换热器； 31、顶壁；701、第一试块；702、第二试块。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种考虑沉积角度的水合物力学性质试验装置，包括试验台(29)，其特征在于：所述试验台(29)上设置有制样部和试验部；所述制样部包括边框(1)，所述边框(1)与所述试验台(29)的顶面可拆卸连接；所述边框(1)顶面固接的制样组件，所述制样组件的底端设有斜角，所述制样组件与所述试验部电性连接；所述制样组件的下方设置有用于制作试样(7)的模具；所述试验部包括用于安装所述试样(7)的试验主体(8)和数据汇集组件，所述试验主体(8)的两端分别连通有流体供给组件和流体回收组件，所述流体供给组件和所述流体回收组件分别与所述数据汇集组件电性连接；所述制样组件与所述数据汇集组件电性连接。2.根据权利要求1所述的考虑沉积角度的水合物力学性质试验装置，其特征在于：所述制样组件包括与所述边框(1)顶端固接的液压油缸(2)，所述液压油缸(2)的输出端固接有压头(4)，所述压头(4)的底端开设有所述斜角；所述液压油缸(2)上固接有第三传感器(26)，所述第三传感器(26)与所述数据汇集组件电性连接。3.根据权利要求2所述的考虑沉积角度的水合物力学性质试验装置，其特征在于：所述模具包括与所述边框(1)底面固接的试样筒(5)，所述试样筒(5)的内腔与所述压头(4)相适配；所述试样筒(5)的内腔底端固接有底壁(6)，所述底壁(6)与所述边框(1)的底端可拆卸连接。4.根据权利要求1所述的考虑沉积角度的水合物力学性质试验装置，其特征在于：所述试验主体(8)包括主体框架(12)，所述主体框架(12)的底端与所述试验台(29)顶面固接；所述主体框架(12)的内腔底面设置有内围压室(15)，所述内围压室(15)的内腔用于安装所述试样(7)；所述内围压室(15)的外壁绕设有换热器(30)；所述内围压室(15)的外部设置有与所述内围压室(15)同轴设置的围压室(13)，所述围压室(13)与所述主体框架(12)侧壁滑动连接；所述主体框架(12)的顶面固接有施压组件，所述施压组件与所述围压室(13)固接，所述施压组件与所述数据汇集组件电性连接；所述内围压室(15)和所述围压室(13)分别与所述流体回收组件及所述流体供给组件连通。5.根据权利要求4所述的考虑沉积角度的水合物力学性质试验装置，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：公彬，张瑞琪，蒋宇静，李彦龙，纳赛尔，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
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