[实用新型]一种测试含水合物沉积物声学特性的实验装置

说明书

本实用新型公开一种测试含水合物沉积物声学特性的实验装置，包括耐高压反应腔体、声学测量模块、温度控制模块、压力控制模块和数据采集模块，其中，高压反应腔体包括反应釜体支架、TDR探针封装结构、上下气体(液体)进出口、上下密封端盖和超声探头结构；上下密封端盖与高压反应釜体上设置有超声探头的接口；声学测量模块包括超声波探头和声波参数测试仪等。通过该实验装置可实时对含水合物沉积物进行声学探测；由于该设备反应釜腔体的巧妙设计，安装便捷，可快速实现含水合物沉积物声学特性的研究；对大量开展含水合物沉积物的声学特性研究具有重要意义。

技术领域

本实用新型属于海洋天然气水合物资源勘探开发工程技术领域，具体涉及一种测试含水合物沉积物声学特性实验装置。

背景技术

地球物理测井与地震探测是对天然气水合物储层进行定量评价的重要手段，利用测井及地震技术可以在原位高压低温环境对储层物理性质进行探测，如岩石孔隙度、含水合物饱和度、储层厚度等。国内外对天然气水合物资源调查中大都实施了测井及地震勘探作业，其中基于声学性质是天然气水合物资源评价的方向之一。因此在对地震、测井数据解释之前需要构建适用于天然气水合物储层的解释模型，这不仅需要建立理论模型，而且需要大量的现场数据以及岩石物理实验数据进行验证。因此，大量开展针对天然气水合物的岩石物理模拟实验，获取高质量的声学实验测试数据，对于天然气水合物的资源评价具有重要意义。

目前实验室内进行原位含水合物沉积物储层的声学探测实验装置整体比较大，实用新型专利CN201749073U公开的一种水合物声学特性测试装置，能探测实验样品中水合物的饱和度和声学特性参数，并且高压反应釜重量大，实验过程繁琐，所需实验耗材多。

因此，为了快速并且在同样实验条件下含水合物沉积物进行声学特性的研究，研制一套可以原位快速便捷探测含水合物沉积物储层声学特性的实验装置非常有必要性，对正确理解自然界中不同饱和度和不同温压条件下天然气水合物声学的响应特性，建立准确的水合物饱和度与声学特性之间的定量关系具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型为解决目前实验室含水合物沉积物声学性质测试实验装置体积大并且测试程序繁琐的问题，提出一种安装便捷，体积小，重量轻的测试含水合物沉积物声学特性的实验装置，为含水合物沉积物声学性质探测提供更多实验方案。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种测试含水合物沉积物声学特性的实验装置，包括高压反应腔体、声学测量模块、温度控制模块、压力控制模块和数据采集模块，所述声学测量模块、温度控制模块和压力控制模块均与数据采集模块和高压反应腔体相连；

所述高压反应腔体的上下两端分别对应的安装有上端盖和下端盖，高压反应腔体的下部设置有釜体支架，并通过釜体托架支撑，所述上端盖和下端盖上设置有螺纹，用于与高压反应釜体的密封连接；

所述声学测量模块包括上超声波探头、下超声波探头和声波参数测试仪，上超声波探头、下超声波探头通过信号线与声波参数测试仪相连，用以获得反应釜腔体内沉积物样品的声波数据；所述上超声波探头、下超声波探头对应的安装在上端盖和下端盖上，并由探头压紧螺母压紧固定。

进一步的，所述温度控制模块包括空气浴温度控制箱、冷却液循环导管，循环水浴制冷机和温度传感器，制冷剂在冷却液循环导管和循环水浴制冷机中循环，温度传感器用以实时监测高压反应腔体内温度。

进一步的，所述压力控制模块包括高压气瓶、增压泵、背压阀和压力表，所述增压泵调节高压气瓶输出气体压力，根据实验需求通过调整背压阀获得输出气体压力，压力表实时监测高压反应腔体内压力变化。

进一步的，所述上端盖和下端盖外侧有密封圈凹槽，用于放置第一O型密封圈，提高密封性。

进一步的，所述上超声波探头、下超声波探头对应的与上端盖和下端盖之间设置有第二O型密封圈。