【技术实现步骤摘要】
本申请涉及天然气水合物开采，特别涉及一种天然气水合物地层监测装置及监测方法。
技术介绍
1、降压法开采是海底天然气水合物常用的开采方式之一，利用天然气水合物矿藏极易受外界温度、压力影响而分解的特性，通过降低天然气水合物储层压力以打破海底水合物相平衡状态，促使水合物地层分解和气液分离后，采用水下井控装备及输气管进行开采。由于降压法开采的过程中水合物会大面积分解，因此容易造成海底软土地基承载力不足，导致弱固地层沉降和井口失稳。
2、相关技术中，天然气水合物的地层状态监测多采用钻探取样后实验室分析的方法，或者是利用地球物理勘探方法间接推测天然气地层性质，这些方式不仅操作繁琐、成本高，而且还无法实时直观地探测地层内部的温度、压力等参数的实时变化，影响天然气水合物开采的可靠性。
技术实现思路
1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种天然气水合物地层监测装置，能够实时监测地层状态，提高对天然气水合物开采的可靠性。
2、本申请还提出一种采用上述天然气水合物地层监测装置的天然气水合物地层监测方法。
3、根据本申请的第一方面实施例的天然气水合物地层监测装置，包括：
4、壳体，所述壳体设有容置空间和连通所述容置空间的活动孔；
5、伸缩机构，所述伸缩机构可活动安装于所述壳体内，以使所述伸缩机构收缩并收容于所述容置空间，或者，所述伸缩机构伸展并经由所述活动孔伸出所述壳体；
6、检测机构，包括收容于所述容
7、控制机构，所述控制机构通讯连接于所述检测机构，所述控制机构用于接收所述缆式传感器检测到的实时数据并传递至地面。
8、根据本申请实施例的天然气水合物地层监测装置，至少具有如下有益效果：通过设置伸缩机构带动缆式传感器展开并伸出壳体，以使缆式传感器能够实现沿其伸出方向上的数据连续采集，以实时检测天然气水合物地层的数据，通过控制机构接收该实时数据并传递至地面，以实现对地层状态的实时监测，从而提高数据采集的准确性和完整，提高天然气水合物开采的可靠性，同时伸缩机构带动缆式传感器伸出壳体时，缆式传感器的延伸方向与伸缩机构的延伸方向相同，能够有利于减小缆式传感器与伸缩机构的距离，以减小对地层的扰动，从而进一步提高天然气水合物开采的可靠性。
9、根据本申请的一些实施例，所述天然气水合物地层监测装置还包括限位架，所述限位架包括架体与限位部，所述架体设有活动槽，所述伸缩机构可活动穿设于所述活动槽，所述限位部连接于所述架体的外周，所述缆式传感器可活动穿设于所述架体与所述限位部之间。
10、根据本申请的一些实施例，所述架体贯通设置有第一埋线槽，所述伸缩机构对应设有第二埋线槽，所述第二埋线槽与所述第一埋线槽分别连通所述活动槽，所述限位部设置于所述第一埋线槽的开口处，以将所述缆式传感器压入所述第一埋线槽与所述第二埋线槽。
11、根据本申请的一些实施例，所述检测机构包括安装于所述壳体内的卷绕组件，所述卷绕组件包括卷筒，所述缆式传感器的远离所述伸缩机构的一端连接于所述卷筒并绕设于所述卷筒的外周。
12、根据本申请的一些实施例，所述卷绕组件还包括理线器、理线电机以及束线螺母，所述理线器包括理线轴，所述理线轴可转动连接于所述壳体，所述理线轴的轴线方向平行于所述卷筒的轴线方向，所述理线电机的输出端连接于所述理线轴，所述理线电机通讯连接于所述控制机构，所述理线轴与所述束线螺母螺纹连接，且所述束线螺母设有夹持部，所述缆式传感器穿设于所述夹持部。
13、根据本申请的一些实施例，所述检测机构还包括探测头，所述探测头设置于所述伸缩机构的顶部，所述缆式传感器的远离所述壳体的一端连接于所述探测头。
14、根据本申请的一些实施例，所述壳体设有连通所述容置空间的第一安装槽和第二安装槽，所述第一安装槽与所述第二安装槽间隔设置于所述活动孔的两侧并连通所述活动孔，所述伸缩机构包括第一齿链、第二齿链以及驱动组件，所述第一齿链可活动安装于所述第一安装槽，所述第二齿链可活动安装于所述第二安装槽，所述驱动组件用于驱动所述第一齿链与所述第二齿链伸出所述第一安装槽与所述第二安装槽并进入所述活动孔，以使所述第一齿链与所述第二齿链咬合形成刚性链柱，所述缆式传感器连接于所述刚性链柱。
15、根据本申请的一些实施例，所述第一齿链与所述第二齿链相对的一侧均设有多个第一齿牙，所述第一齿链与所述第二齿链通过二者的所述第一齿牙咬合形成所述刚性链柱，所述第一齿链与所述第二齿链相背离的一侧均设有第一齿条，所述驱动组件包括驱动件与两个间隔设置的第一齿轮，所述驱动件用于驱动所述第一齿轮转动，所述第一齿链与所述第二齿链分别与两个所述第一齿轮一一对应，且所述第一齿轮与所述第一齿条啮合连接。
16、根据本申请的一些实施例，所述第一齿链与所述第二齿链相背离的一侧均设有第二埋线槽，所述第一齿条位于所述第二埋线槽的底部，和/或，所述缆式传感器至少部分嵌设于所述第二埋线槽内。
17、根据本申请的第二方面实施例的天然气水合物地层监测方法，采用如上述第一方面所述的天然气水合物地层监测装置进行监测，所述方法包括：
18、将所述壳体插入天然气水合物地层；
19、所述控制机构驱动所述伸缩机构伸展，以带动所述缆式传感器经由所述活动孔伸出所述壳体；
20、所述控制机构驱动所述缆式传感器工作，以实时检测所述天然气水合物地层的数据；
21、所述缆式传感器将检测到的实时数据发送至所述控制机构，所述控制机构接收所述实时数据并传递至地面。
22、根据本申请实施例的天然气水合物地层监测方法，至少具有如下有益效果：能够实时监测地层状态，提高对天然气水合物开采的可靠性。
23、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
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1.一种天然气水合物地层监测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述天然气水合物地层监测装置还包括限位架，所述限位架包括架体与限位部，所述架体设有活动槽，所述伸缩机构可活动穿设于所述活动槽，所述限位部连接于所述架体的外周，所述缆式传感器可活动穿设于所述架体与所述限位部之间。
3.根据权利要求2所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述架体贯通设置有第一埋线槽，所述伸缩机构对应设有第二埋线槽，所述第二埋线槽与所述第一埋线槽分别连通所述活动槽，所述限位部设置于所述第一埋线槽的开口处，以将所述缆式传感器压入所述第一埋线槽与所述第二埋线槽。
4.根据权利要求1所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述检测机构包括安装于所述壳体内的卷绕组件，所述卷绕组件包括卷筒，所述缆式传感器的远离所述伸缩机构的一端连接于所述卷筒并绕设于所述卷筒的外周。
5.根据权利要求4所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述卷绕组件还包括理线器、理线电机以及束线螺母，所述理线器包括理线轴，所述理线轴
6.根据权利要求1所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述检测机构还包括探测头，所述探测头设置于所述伸缩机构的顶部，所述缆式传感器的远离所述壳体的一端连接于所述探测头。
7.根据权利要求1所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述壳体设有连通所述容置空间的第一安装槽和第二安装槽，所述第一安装槽与所述第二安装槽间隔设置于所述活动孔的两侧并连通所述活动孔，所述伸缩机构包括第一齿链、第二齿链以及驱动组件，所述第一齿链可活动安装于所述第一安装槽，所述第二齿链可活动安装于所述第二安装槽，所述驱动组件用于驱动所述第一齿链与所述第二齿链伸出所述第一安装槽与所述第二安装槽并进入所述活动孔，以使所述第一齿链与所述第二齿链咬合形成刚性链柱，所述缆式传感器连接于所述刚性链柱。
8.根据权利要求7所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述第一齿链与所述第二齿链相对的一侧均设有多个第一齿牙，所述第一齿链与所述第二齿链通过二者的所述第一齿牙咬合形成所述刚性链柱，所述第一齿链与所述第二齿链相背离的一侧均设有第一齿条，所述驱动组件包括驱动件与两个间隔设置的第一齿轮，所述驱动件用于驱动所述第一齿轮转动，所述第一齿链与所述第二齿链分别与两个所述第一齿轮一一对应，且所述第一齿轮与所述第一齿条啮合连接。
9.根据权利要求8所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述第一齿链与所述第二齿链相背离的一侧均设有第二埋线槽，所述第一齿条位于所述第二埋线槽的底部，和/或，所述缆式传感器至少部分嵌设于所述第二埋线槽内。
10.一种天然气水合物地层监测方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的天然气水合物地层监测装置进行监测，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物地层监测装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述天然气水合物地层监测装置还包括限位架，所述限位架包括架体与限位部，所述架体设有活动槽，所述伸缩机构可活动穿设于所述活动槽，所述限位部连接于所述架体的外周，所述缆式传感器可活动穿设于所述架体与所述限位部之间。
3.根据权利要求2所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述架体贯通设置有第一埋线槽，所述伸缩机构对应设有第二埋线槽，所述第二埋线槽与所述第一埋线槽分别连通所述活动槽，所述限位部设置于所述第一埋线槽的开口处，以将所述缆式传感器压入所述第一埋线槽与所述第二埋线槽。
4.根据权利要求1所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述检测机构包括安装于所述壳体内的卷绕组件，所述卷绕组件包括卷筒，所述缆式传感器的远离所述伸缩机构的一端连接于所述卷筒并绕设于所述卷筒的外周。
5.根据权利要求4所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述卷绕组件还包括理线器、理线电机以及束线螺母，所述理线器包括理线轴，所述理线轴可转动连接于所述壳体，所述理线轴的轴线方向平行于所述卷筒的轴线方向，所述理线电机的输出端连接于所述理线轴，所述理线电机通讯连接于所述控制机构，所述理线轴与所述束线螺母螺纹连接，且所述束线螺母设有夹持部，所述缆式传感器穿设于所述夹持部。
6.根据权利要求1所述的天然气水合物地层监测装置，其特征在于，所述检测机构还包括探测头，所述探测头设置于所述伸缩机构的顶部，...
【专利技术属性】
技术研发人员：尉建功，朱家正，陈道华，殷启帅，王栋，冯秀丽，郭磊，
申请(专利权)人：广州海洋地质调查局三亚南海地质研究所，
类型：发明
国别省市：
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