[发明专利]海底天然气水合物沉积物储层旁压蠕变试验系统及方法

权利要求书

1.一种海底天然气水合物沉积物储层旁压蠕变试验系统，其特征在于，包括气体加压模块、遇水膨胀封隔器模块、排水降压模块、旁压探头测试模块、测量与控制模块，气体加压模块与旁压探头测试模块连接，遇水膨胀封隔器模块固定于旁压探头测试模块的上方，排水降压模块与旁压探头测试模块连接，测量与控制模块分别与旁压探头测试模块、气体加压模块连接；

所述旁压探头测试模块包括活塞杆、挡板（23）、应力触探片膨胀外壳（18）、开窗式套管保护罩（15）、液压顶杆（17）、旁压应力触探片（14）和底盘（9），活塞杆包括相互分离的上活塞杆（1001）和下活塞杆（1002），上活塞杆（1001）的尺寸大于下活塞杆（1002）的尺寸，上活塞杆（1001）设置在遇水膨胀封隔器模块中，下活塞杆（1002）的顶部固定有挡板（23），挡板（23）与遇水膨胀封隔器模块固定连接；

下活塞杆（1002）的外表面设有应力触探片膨胀外壳（18），应力触探片膨胀外壳（18）由数块弧形钢板组成，相邻弧形钢板之间通过弹簧连接，应力触探片膨胀外壳（18）的尺寸小于下活塞杆（1002）的尺寸，下活塞杆（1002）插入应力触探片膨胀外壳（18）内，应力触探片膨胀外壳（18）紧贴在下活塞杆（1002）的外表面，各块弧形钢板的外侧分别通过液压顶杆（17）与旁压应力触探片（14）固定连接；

沿下活塞杆（1002）的长度方向设有数组旁压应力触探片，每组旁压应力触探片包括沿下活塞杆（1002）的环形方向均匀间隔设置的数个旁压应力触探片（14）， 相邻两旁压应力触探片（14）之间存在间隙，每个旁压应力触探片（14）通过数个液压顶杆（17）与应力触探片膨胀外壳（18）固定连接，相邻两旁压应力触探片（14）之间的间隙的外侧设有开窗式套管保护罩（15），开窗式套管保护罩（15）的底部与底盘（9）固定连接，旁压应力触探片（14）的外表面设有应力和温度传感器（24）；

位于同一竖直列的液压顶杆（17）之间通过垂向输液管（8）上下连接，挡板（23）内设有数个垂向输液管滑孔（26），底盘（9）的顶部表面设有数个垂向输液管滑槽（19），垂向输液管滑孔（26）与垂向输液管滑槽（19）之间呈对应设置，垂向输液管（8）的上端滑动设置在垂向输液管滑孔（26）内，垂向输液管（8）的底端滑动设置在垂向输液管滑槽（19）内，上活塞杆（1001）内设有数个输液孔，输液孔的上端通过连接管路与水箱（3）连接，输液孔的底端与垂向输液管（8）的顶端连通；

所述遇水膨胀封隔器模块包括环形的遇水膨胀封隔材料（21）、上卡环（20）和下卡环（22），环形的遇水膨胀封隔材料（21）的内部形成空腔，上活塞杆（1001）设置在遇水膨胀封隔材料（21）的环形内腔中，遇水膨胀封隔材料（21）的上方设有上卡环（20），遇水膨胀封隔材料（21）的下方设有下卡环（22），上卡环（20）和下卡环（22）与旁压探头测试模块的顶部固定连接；

所述排水降压模块包括水泵（4）和排水管（12），排水管（12）贯穿活塞杆中心设置，排水管（12）的顶端与水泵（4）连接，排水管（12）的底端与底盘（9）连接，并穿穿过底盘（9）顶部。

2.根据权利要求1所述的海底天然气水合物沉积物储层旁压蠕变试验系统，其特征在于，所述气体加压模块包括加压气瓶（1）、活塞Ⅰ（2）和水箱（3），水箱（3）内设有活塞Ⅰ（2），活塞Ⅰ（2）将水箱（3）分隔为储水室和储气室，储气室通过与加压气瓶（1）连接，储水室与旁压探头测试模块连接。

3.根据权利要求1所述的海底天然气水合物沉积物储层旁压蠕变试验系统，其特征在于，所述液压顶杆（17）包括固定杆和活动杆，固定杆的一端与活动杆的一端滑动连接，固定杆的另一端与弧形钢板的外侧面固定连接，活动杆的另一端与旁压应力触探片（14）固定连接。

4.根据权利要求1所述的海底天然气水合物沉积物储层旁压蠕变试验系统，其特征在于，所述底盘（9）的侧壁设有数个进水孔，底盘（9）的下部设有进水腔室。

5.根据权利要求1所述的海底天然气水合物沉积物储层旁压蠕变试验系统，其特征在于，在每个旁压应力触探片（14）内均匀布设有数个监测摄像头（25）；所述排水管（12）的底部设有可拆卸的带有固定光源的摄像头。