[实用新型]模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统

权利要求书

1.一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统，其特征在于包括：模型试验箱装置、竖向压力系统、渗流系统、变形量测系统、孔压量测系统；

所述模型试验箱装置包括上下设置的压力室和土样存放室，以及将二者密封隔离的加压板；所述加压板与竖杆的一端连接；所述竖向压力系统用于向所述压力室中施加压力以推动所述加压板和竖杆向下移动；

所述土样存放室中存有土样，所述土样的上表面覆盖有橡皮膜；所述土样存放室的背板具有阵列设置的通孔，每个通孔都连接至孔隙水压力计；所述土样存放室的左右两侧分别连通出水口和入水口，并且所述出水口和入水口处分别设置有不同规格的筛网；出水口处的筛网上粘贴有防水应变片，以测量出水口处筛网的水平和竖直应变；

所述渗流系统与所述入水口连通，以向所述土样存放室中输入水气混合物；

所述变形量测系统包括位移传感器和粒子图像测速法监测系统；所述位移传感器与竖杆的另一端连接，所述粒子图像测速法监测系统用于拍摄水气混合物通过土样时，土样出砂过程中砂体的移动和变形情况；

所述孔压量测系统将所述孔隙水压力计测量的数值进行记录和图形化处理，得到土样孔隙水压力的空间分布和随时间的演化特性。

2.根据权利要求1所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统，其特征在于：所述竖向压力系统包括第一空压机和第一减压阀，所述空压机的输出口通过第一减压阀连通至压力室上的加压孔，以向压力室中输送气体。

3.根据权利要求2所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统，其特征在于：所述压力室还具有一注水孔；第一空压机输出的气体施加在压力室的水面顶面上，使得水推动加压板向下移动。

4.根据权利要求1所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统，其特征在于：所述渗流系统包括水源供应系统和气源供应系统；其通过水气混合开关连通至所述入水口。

5.根据权利要求4所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统，其特征在于：所述水源供应系统包括第二空压机和水箱；所述第二空压机输出的空气通过第二减压阀注入水箱，将水箱中的水输出水箱流至所述水气混合开关。

6.根据权利要求4所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统，其特征在于：所述气源供应系统包括第三空压机和第三减压阀；所述第三空压机输出的空气通过第三减压阀流至所述水气混合开关。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统，其特征在于：还包括测试系统；所述测试系统由气液固分离系统和颗粒测试系统组成；所述气液固分离系统用于将出水口流出的砂水气混合物进行分离，所述颗粒测试系统用于测试砂的粒径和数量。

8.根据权利要求7所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统，其特征在于：所述气液固分离系统包括三通阀、滤网、开口容器和密闭容器：

所述三通阀的进口连通所述出水口，第一出口通过滤网连通所述开口容器；所述滤网的前方还具有沿着竖直方向设置管道，其连通至所述密闭容器；所述滤网的孔径小于砂的直径。

9.根据权利要求7所述的一种模拟天然气水合物开采时孔壁破坏情况的试验系统，其特征在于：所述颗粒测试系统包括取样瓶、激光粒度仪、颗粒计数仪；所述取样瓶连通至三通阀的第二出口；激光粒度仪测量取样瓶中砂的粒径分布，所述颗粒计数仪通过光阻法对取样瓶中的砂粒数量进行测试。