[实用新型]水合物沉积物不排水抗剪强度连续测量装置

权利要求书

1.水合物沉积物不排水抗剪强度连续测量装置，其特征在于，包括水合物储层模拟反应釜子系统、供气子系统、冷却子系统、十字板剪切探杆子系统和数据采集监控量测子系统；

所述水合物储层模拟反应釜子系统包括反应釜，所述反应釜包括反应釜本体，所述反应釜本体上下两端分别设置有上、下端盖，所述反应釜本体内设置有内胆，所述内胆的两端分别与上、下端盖密封连接，并且在反应釜本体内壁与内胆外壁之间形成密封环空，所述上、下端盖上，对应内胆的位置分别设置有出气口、进气口；所述内胆中填充有饱和沉积物；所述内胆为双层尼龙夹层结构，双尼龙夹层内层内壁均匀设置至少3层电极，每层包括至少4个沿内胆圆周方向均匀分布的电极测点，所述双尼龙夹层内层外壁，对应电极测点的位置，封装有与电极测点相连的电缆，所述电缆穿入环空并穿过上端盖连接到电阻层析成像检测仪上；所述内胆的下部设置有一多孔网板；

所述供气子系统包括甲烷气瓶；

所述冷却子系统包括换热器和低温水箱，所述甲烷气瓶中的甲烷通过换热器冷却后由进气口通入到内胆中，所述反应釜的侧壁下部设置有环空的进水口，上部设置有环空的出水口，所述低温水箱内的水通过换热器冷却后由环空的进水口进入环空，并由环空的出水口流出进入低温水箱内；

所述十字板剪切探杆子系统包括十字板剪切探杆、十字板探头、扭转步进电机、贯入电机和拉线编码器；所述上端盖上，对应内胆的位置设置有通孔，所述十字板剪切探杆设置在通孔内，能够沿通孔上下滑动，并与通孔之间密封配合，所述十字板探头安装在十字板剪切探杆的下端；所述反应釜上固定连接有反力支撑架，所述扭转步进电机和贯入电机设置在反力支撑架上，所述扭转步进电机能够带动十字板剪切探杆转动，所述贯入电机能够带动十字板剪切探杆上下运动，所述拉线编码器的本体设置在贯入电机上，所述拉线编码器的金属丝线连接在十字板探头上；

所述数据采集监控量测子系统包括数据采集监控计算机、温度传感器、压力传感器、十字板剪切数据采集仪、电阻层析成像检测仪，所述温度传感器和压力传感器分别用于检测内胆中的温度和压力信息，所述十字板剪切数据采集仪和十字板探头电连接，所述电阻层析成像检测仪和各电极测点电连接，所述拉线编码器、扭转步进电机、温度传感器、压力传感器、十字板剪切数据采集仪和电阻层析成像检测仪分别与数据采集监控计算机电连接。

2.根据权利要求1所述的水合物沉积物不排水抗剪强度连续测量装置，其特征在于：所述内胆的高度设置为十字板探头高度的20倍，所述内胆内径与十字板探头尺寸的关系为：D>10d，其中，D为反应釜内筒内径，d为十字板探头外切圆直径。

3.根据权利要求1所述的水合物沉积物不排水抗剪强度连续测量装置，其特征在于：所述十字板剪切探杆与十字板探头尾部等直径，十字板探头尾部加工锥头公螺纹反丝丝扣，所述十字板剪切探杆下端加工与十字板探头尾部螺纹反丝对应的母头螺纹反丝丝扣，反丝丝扣拧紧配合。

4.根据权利要求3所述的水合物沉积物不排水抗剪强度连续测量装置，其特征在于，所述十字板剪切探杆为高强度空心杆，十字板剪切探杆内部同时穿过拉线编码器金属丝线和电缆，拉线编码器丝线和电缆分别与十字板探头连接。

5.根据权利要求1所述的水合物沉积物不排水抗剪强度连续测量装置，其特征在于：所述支撑架上，沿十字板剪切探杆的贯入方向设置有导杆，所述导杆上连接有滑块，所述十字板剪切探杆的上端与滑块连接；所述贯入电机设置在反力支撑架上，贯入电机的转轴通过行星滚珠丝杠与滑块连接，贯入电机的转轴转动能够带动滑块沿导杆上下滑动，所述扭转步进电机设置在滑块上，扭转步进电机通过扭力传送杆带动十字板剪切探杆转动。

6.根据权利要求1所述的水合物沉积物不排水抗剪强度连续测量装置，其特征在于：所述上端盖的通孔内，与十字板剪切探杆配合处设置有三层密封环。

7.根据权利要求1所述的水合物沉积物不排水抗剪强度连续测量装置，其特征在于：所述水合物储层模拟反应釜子系统还包括用于翻转反应釜的翻转支架。