海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用

【摘要】：天然氣水合物是一種潛在的清潔能源,主要是由甲烷等輕烴類氣體和水分子在低溫高壓的條件下所形成的籠狀化合物。據(jù)估算,海洋天然氣水合物大約占水合物資源總量的90%左右,因此海洋天然氣水合物勘探技術(shù)的研究與開發(fā)對(duì)于天然氣水合物資源的利用具有十分重要的作用和價(jià)值。傳統(tǒng)油氣資源地球化學(xué)探測(cè)手段應(yīng)用在海洋天然氣水合物勘探上,易于帶來(lái)采樣難、成本高、分析周期長(zhǎng)、誤差大等問(wèn)題,因而受到限制。而海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)技術(shù)是一種新型的地球化學(xué)實(shí)時(shí)探測(cè)方法,具有體積小、連續(xù)快速分析等優(yōu)點(diǎn),可為天然氣水合物賦存區(qū)的發(fā)現(xiàn)提供新的地球化學(xué)探測(cè)手段。近十年來(lái),國(guó)外的進(jìn)展以METS甲烷傳感器為代表,利用了光學(xué)、電化學(xué)、生物學(xué)等多學(xué)科技術(shù)手段來(lái)達(dá)到原位探測(cè)的目的。而國(guó)內(nèi)在該項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)上做了一些工作,但主要以基于拉曼光譜原理的研究為主,并且尚處于實(shí)驗(yàn)室理論研究或者初步樣機(jī)試驗(yàn)階段,滿足不了海洋環(huán)境和資源調(diào)查的需要?；谏鲜霰尘?本文依托國(guó)家863計(jì)劃海洋技術(shù)領(lǐng)域《天然氣水合物勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)》中的子課題“天然氣水合物原位地球化學(xué)探測(cè)系統(tǒng)”進(jìn)行了海洋甲烷等烴類指標(biāo)原位高精度探測(cè)實(shí)用技術(shù)的研發(fā)。為此本文完成了以下幾方面的工作。1)進(jìn)行了國(guó)內(nèi)外海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)技術(shù)的系統(tǒng)研究。通過(guò)收集并整理大量資料,總結(jié)海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,深入了解該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),在此基礎(chǔ)上確立了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,完成了“海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)系統(tǒng)”的總體框架和技術(shù)體系的設(shè)計(jì)。2)完成了“海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)系統(tǒng)”的四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的組合設(shè)計(jì)和整機(jī)安裝及聯(lián)合調(diào)試,即海水降壓穩(wěn)流、海水快速量化分離和定量進(jìn)樣、傳感器組合輕烴地球化學(xué)指標(biāo)測(cè)試和信號(hào)處理等四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)；針對(duì)各部分關(guān)鍵零部件性能進(jìn)行了大量的性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)、選型和調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)。3)參加完成了“海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)系統(tǒng)”的兩次海上試驗(yàn)工作。海試的數(shù)據(jù)成果表明,所獲數(shù)據(jù)與海區(qū)原有同類測(cè)試數(shù)據(jù)基本吻合,驗(yàn)證了儀器性能穩(wěn)定性和可靠性,可望為海洋地球化學(xué)調(diào)查提供有利的技術(shù)手段。4)經(jīng)過(guò)兩次海試的考驗(yàn),總結(jié)了海上試驗(yàn)的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)；分析整理海試中研制的海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)系統(tǒng)所存在的問(wèn)題,并與國(guó)外類似產(chǎn)品進(jìn)行比較,提出一些相應(yīng)的建議,從而進(jìn)一步完善研制的測(cè)試系統(tǒng)。 【關(guān)鍵詞】：天然氣水合物 原位探測(cè) 甲烷傳感器 地球化學(xué) 關(guān)鍵技術(shù)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P632;P618.13
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 引言11-17
• 1.1 天然氣水合物地球化學(xué)勘探技術(shù)12-14
• 1.2 天然氣水合物流體地球化學(xué)探測(cè)技術(shù)新進(jìn)展14
• 1.3 選題依據(jù)和意義14-15
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第二章 海水中甲烷濃度原位探測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀和研制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想17-37
• 2.1 國(guó)外海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀17-29
• 2.2 國(guó)內(nèi)海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀29-31
• 2.3 海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和整體框架31-34
• 2.4 本章小結(jié)34-37
• 第三章 海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和調(diào)試37-64
• 3.1 遙測(cè)遙控單元的關(guān)鍵零部件37-38
• 3.2 海水降壓穩(wěn)流關(guān)鍵技術(shù)38-40
• 3.3 海水快速量化分離和定量進(jìn)樣關(guān)鍵技術(shù)40-45
• 3.4 傳感器組合輕烴地球化學(xué)指標(biāo)測(cè)試和信號(hào)處理關(guān)鍵技術(shù)45-57
• 3.5 大水深原位作業(yè)和系統(tǒng)高壓密封關(guān)鍵技術(shù)57-59
• 3.6 海水中甲烷濃度原位高精度系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試59-61
• 3.7 本章小結(jié)61-64
• 第四章 海水中甲烷濃度原位地球化學(xué)探測(cè)系統(tǒng)海上試驗(yàn)64-87
• 4.1 海試區(qū)域地質(zhì)概況64-66
• 4.2 系統(tǒng)第一次海上試驗(yàn)及成果分析66-74
• 4.3 系統(tǒng)第二次海上試驗(yàn)及成果分析74-84
• 4.4 研制系統(tǒng)與國(guó)外原位甲烷傳感器的性能對(duì)比84-85
• 4.5 本章小結(jié)85-87
• 第五章 結(jié)論與建議87-90
• 5.1 結(jié)論87-88
• 5.2 建議88-90
• 致謝90-91
• 參考文獻(xiàn)91-96

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