天然气水合物声学实验装置开发与实验测试分析
发布时间：2020-07-16 11:47
【摘要】：天然气水合物是一种备受世界各国关注的新能源。目前国内外天然气水合物研究主要集中在物性测试分析与开发模拟实验两个方面。本课题主要研究天然气水合物声学实验装置的开发和实验测试技术。通过对CH4水合物的生成与分解进行实验，探索新的实验测试方法。 论文所介绍的实验装置可对反应釜内上下气室压差进行控制，模拟沉积物中天然气由下往上缓慢扩散并在一定温压条件下生成水合物的过程；实验过程中通过Pt100热电阻和压力传感器实时监测反应釜内温压变化；使用时域反射技术实时监测反应釜内水合物的饱和度情况；对沉积物中天然气水合物生成分解过程，通过使用超声波探测技术进行声学特性测试。整个实验装置自动化程度较高，能够自动安全地采集反应釜内温度、压力、时域反射和超声波数据。在对装置的调试过程中分别就反应釜内压力控制、温度、时域反射技术系统和超声波探测系统的配置、标定与校准作出了详细的介绍。 在CH4水合物的生成与分解实验过程中，首次将防水透气沙用于天然气水合物实验，并详细介绍了实验步骤，改进了“下进气”天然气水合物实验技术方法。最后对实验中的温压、时域反射和超声波数据分别进行分析处理与比较，分析了水合物生成与分解的饱和度变化情况，同时验证了该套实验装置的性能。 最后，对本论文中所取得的研究成果作出了总结，提出了论文中研究的不足，对下一步研究计划进行了展望。
【学位授予单位】：中国石油大学（华东）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P744.4
【图文】：
电阻率则相反。在水合物实验研究中，我们通常采用直接测量和间接测量两种方法测量电阻率。图2-1 所示为直接测量法，其工作原理为：将 4 只电极放入多孔介质中，两只外侧的电极向多孔介质提供恒定电流 I，从两只中间的电极获得电压差 ΔU，进而得到介质电阻率的值。图 2-2 所示为间接测量法，A 为供电电极，B 为接地电极，M、N 为测量电极
势[12]。2.1.2 电学探测方式电法探测技术的设计思想是基于自然界中物质的导电能力因物质的不同而不原理，其中导电能力的表示方法通常采用电导率和电阻率两种——电导率的单位是S电阻率是电导率的倒数，单位是 ·m。溶液中离子的定向移动传导电流，因此在电变的前提下，电导率将随溶液离子浓度的增加而增加，电阻率则相反。在水合物实验研究中，我们通常采用直接测量和间接测量两种方法测量电阻率2-1 所示为直接测量法，其工作原理为：将 4 只电极放入多孔介质中，两只外侧的向多孔介质提供恒定电流 I，从两只中间的电极获得电压差 ΔU，进而得到介质电阻值。图 2-2 所示为间接测量法，A 为供电电极，B 为接地电极，M、N 为测量电极源通过 A 向多孔介质供给电流 I 建立多孔介质内的电场，测量 M、N 之间的电场感位差 ΔUMN，周围区域的电阻率即为电位差 ΔUMN与电流 I 的比值。
图 2-3 GHASTLI 水合物实验装置Fig2-3 Experimental installation for GHASTLI hydrate奥特·瓦特大学水合物研究中心的实验装置[28][29]奥特·瓦特大学（Heriot-Watt University）的水合物研有世界先进的设备和设施，有着从低压到超高压、静实验装置。这些装置涉及到水合物生成和分解的动力制备、流动保证和水合物抑制剂设计、用于油气运输然气水合物研究等。其中有 2 个微观可视化水合物Pa 和 40MPa，工作温度为-20~80℃，可以微观研究特征和水合物的形成分解以及抑制剂效果；11 个带有来研究水合物形成和分解动力学特性、水合物的相评价，其压力最高可达 68.9MPa，工作温度-60~70℃力为 40 MPa，可以研究饱和度、孔隙尺寸和水合物
【学位授予单位】：中国石油大学（华东）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P744.4
【图文】：
电阻率则相反。在水合物实验研究中，我们通常采用直接测量和间接测量两种方法测量电阻率。图2-1 所示为直接测量法，其工作原理为：将 4 只电极放入多孔介质中，两只外侧的电极向多孔介质提供恒定电流 I，从两只中间的电极获得电压差 ΔU，进而得到介质电阻率的值。图 2-2 所示为间接测量法，A 为供电电极，B 为接地电极，M、N 为测量电极
势[12]。2.1.2 电学探测方式电法探测技术的设计思想是基于自然界中物质的导电能力因物质的不同而不原理，其中导电能力的表示方法通常采用电导率和电阻率两种——电导率的单位是S电阻率是电导率的倒数，单位是 ·m。溶液中离子的定向移动传导电流，因此在电变的前提下，电导率将随溶液离子浓度的增加而增加，电阻率则相反。在水合物实验研究中，我们通常采用直接测量和间接测量两种方法测量电阻率2-1 所示为直接测量法，其工作原理为：将 4 只电极放入多孔介质中，两只外侧的向多孔介质提供恒定电流 I，从两只中间的电极获得电压差 ΔU，进而得到介质电阻值。图 2-2 所示为间接测量法，A 为供电电极，B 为接地电极，M、N 为测量电极源通过 A 向多孔介质供给电流 I 建立多孔介质内的电场，测量 M、N 之间的电场感位差 ΔUMN，周围区域的电阻率即为电位差 ΔUMN与电流 I 的比值。
图 2-3 GHASTLI 水合物实验装置Fig2-3 Experimental installation for GHASTLI hydrate奥特·瓦特大学水合物研究中心的实验装置[28][29]奥特·瓦特大学（Heriot-Watt University）的水合物研有世界先进的设备和设施，有着从低压到超高压、静实验装置。这些装置涉及到水合物生成和分解的动力制备、流动保证和水合物抑制剂设计、用于油气运输然气水合物研究等。其中有 2 个微观可视化水合物Pa 和 40MPa，工作温度为-20~80℃，可以微观研究特征和水合物的形成分解以及抑制剂效果；11 个带有来研究水合物形成和分解动力学特性、水合物的相评价，其压力最高可达 68.9MPa，工作温度-60~70℃力为 40 MPa，可以研究饱和度、孔隙尺寸和水合物
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 张文亮,贺艳梅,孙豫红;天然气水合物研究历程及发展趋势[J];断块油气田;2005年02期
2 张毅;何丽娟;徐行;汪集e
本文编号：2757961
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/haiyang/2757961.html
最近更新
教材专著
