[发明专利]一种海底天然气水合物的制备方法及装置

权利要求书

1.一种海底天然气水合物的制备方法，其步骤是：

A)、试样的安装：将土样按设定密度1.5g/cm³～2.5g/cm³、含水率2％-40％ 装入高压反应容器中，安装密封好气-水混和与分离高压容器；

B)、检查气密性：往系统中冲入氮气至6-8Mpa，系统维持压力3-4小时 不变；

C)、抽真空：抽真空15min～30min，排出系统中的杂异气；

D)、注水饱和：抽气完成后，打开阀门利用供水箱对装置进行注水，使高 压反应容器内土样饱和，气-水混和与分离容器内注水至一半后关闭阀门；

E)、施加气体：打开阀门通气，调节压力阀将压力调至设定压力值：二氧 化碳为2Mpa～4Mpa；甲烷为6Mpa～10Mpa，后关闭阀门，同时开启磁力搅拌装 置，搅拌时间25-32min；

F)、循环制样：开启高压平流泵，使溶气水在气-水混和与分离容器与高压 反应容器中的土样之间循环流动，开启恒温装置，将温度降低至设定值-2℃～4℃， 利用低温冷液：酒精，凝固点为-114℃，在高压反应容器的夹套中循环降低土样 温度至设定值并保持恒定；

G)、判断水合物合成完成：气-水混和与分离容器中的气体压力保持稳定不 变，判定在相应的温度压力条件下，温度一般为-2℃～4℃，压力一般为 0.5Mpa～4Mpa，高压反应容器中土样中的水合物合成完成。

2.用于权利要求1所述的一种海底天然气水合物制备方法的装置，包括高 压反应容器(A)、气-水混和与分离高压容器(B)、磁力搅拌装置(C)、恒温装 置(H)、数据采集系统(L)、第一储气瓶(G-1)，第二压力调节阀(G-2)、第 一阀门(V-1)、第三气体压力显示表(G-3)、第四安全阀(G-4)、气体压力传感 器(G-5)，其特征在于：高压反应容器(A)与气-水混和与分离高压容器(B) 两者底部通过平流泵(D)、第六、第七阀门(V-6、V-7)相连，高压反应容器 (A)、气-水混和与分离高压容器(B)上部通过第四、第五阀门(V-4、V-5) 相连，真空泵(E)和供水箱(F)分别通过第三阀门(V-3)和第二阀门(V-2) 经过三通接口与气-水混和与分离高压容器(B)相连，恒温装置(H)内恒温浴 槽通过两根软管与高压反应容器(A)的夹套相连，第一、第二温度传感器(A-1)、 (B-1)分别与高压反应容器(A)和气-水混和与分离高压容器(B)相连。

3.根据权利要求2所述的一种海底天然气水合物制备方法的装置，其特征 在于：所述的第一储气瓶(G-1)、第二压力调节阀(G-2)、第一阀门(V-1)、第 三气体压力显示表(G-3)、第四安全阀(G-4)、气体压力传感器(G-5)依次与 气-水混和与分离高压容器(B)连接。

4.根据权利要求2所述的一种海底天然气水合物制备方法的装置，其特征 在于：所述的数据采集系统(L)由数据线与第一温度传感器(A-1)、第二温度 传感器(B-1)和气体压力传感器(G-5)相连，第一温度传感器(A-1)置于高 压反应容器(A)中，气体压力传感器(G-5)与气-水混和与分离高压容器(B) 相连。