天然氣水合物聲學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置開發(fā)與實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析

【摘要】：天然氣水合物是一種備受世界各國(guó)關(guān)注的新能源。目前國(guó)內(nèi)外天然氣水合物研究主要集中在物性測(cè)試分析與開發(fā)模擬實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面。本課題主要研究天然氣水合物聲學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的開發(fā)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試技術(shù)。通過(guò)對(duì)CH4水合物的生成與分解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探索新的實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法。 論文所介紹的實(shí)驗(yàn)裝置可對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)上下氣室壓差進(jìn)行控制，模擬沉積物中天然氣由下往上緩慢擴(kuò)散并在一定溫壓條件下生成水合物的過(guò)程；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)Pt100熱電阻和壓力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)釜內(nèi)溫壓變化；使用時(shí)域反射技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)釜內(nèi)水合物的飽和度情況；對(duì)沉積物中天然氣水合物生成分解過(guò)程，通過(guò)使用超聲波探測(cè)技術(shù)進(jìn)行聲學(xué)特性測(cè)試。整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置自動(dòng)化程度較高，能夠自動(dòng)安全地采集反應(yīng)釜內(nèi)溫度、壓力、時(shí)域反射和超聲波數(shù)據(jù)。在對(duì)裝置的調(diào)試過(guò)程中分別就反應(yīng)釜內(nèi)壓力控制、溫度、時(shí)域反射技術(shù)系統(tǒng)和超聲波探測(cè)系統(tǒng)的配置、標(biāo)定與校準(zhǔn)作出了詳細(xì)的介紹。 在CH4水合物的生成與分解實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首次將防水透氣沙用于天然氣水合物實(shí)驗(yàn)，并詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)步驟，改進(jìn)了“下進(jìn)氣”天然氣水合物實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)中的溫壓、時(shí)域反射和超聲波數(shù)據(jù)分別進(jìn)行分析處理與比較，分析了水合物生成與分解的飽和度變化情況，同時(shí)驗(yàn)證了該套實(shí)驗(yàn)裝置的性能。 最后，對(duì)本論文中所取得的研究成果作出了總結(jié)，提出了論文中研究的不足，對(duì)下一步研究計(jì)劃進(jìn)行了展望。 【關(guān)鍵詞】：天然氣水合物 壓差控制 超聲波探測(cè)技術(shù) 時(shí)域反射技術(shù) 防水透氣沙
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)（華東）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P744.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題研究的目的和意義10-11
• 1.2 課題研究?jī)?nèi)容11
• 1.3 課題的創(chuàng)新點(diǎn)11-12
• 1.4 課題的技術(shù)路線12
• 1.5 論文章節(jié)介紹12-14
• 第2章 天然氣水合物探測(cè)方式及實(shí)驗(yàn)裝置研究現(xiàn)狀14-22
• 2.1 天然氣水合物地球物理探測(cè)方式簡(jiǎn)介14-17
• 2.1.1 激光拉曼光譜探測(cè)方式14-15
• 2.1.2 電學(xué)探測(cè)方式15
• 2.1.3 力學(xué)探測(cè)方式15-16
• 2.1.4 聲學(xué)探測(cè)方式16-17
• 2.2 天然氣水合物實(shí)驗(yàn)裝置國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-21
• 2.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀17-20
• 2.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀20-21
• 2.3 小結(jié)21-22
• 第3章 天然氣水合物聲學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置22-39
• 3.1 高壓反應(yīng)釜及其配氣系統(tǒng)介紹22-25
• 3.1.1 高壓反應(yīng)釜22-24
• 3.1.2 配氣系統(tǒng)24-25
• 3.2 溫度控制系統(tǒng)25-27
• 3.2.1 反應(yīng)釜制冷系統(tǒng)25
• 3.2.2 下氣室加熱底板25-27
• 3.3 “下進(jìn)氣”壓力控制系統(tǒng)27-33
• 3.3.1 “下進(jìn)氣”壓力控制系統(tǒng)方案27-29
• 3.3.2 ER系列Tescom控制器的配置29-33
• 3.4 計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)33-37
• 3.4.1 計(jì)算機(jī)測(cè)控網(wǎng)絡(luò)框架33-34
• 3.4.2 多路聲學(xué)檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)及其與TDR測(cè)試的數(shù)據(jù)同步34-36
• 3.4.3 世紀(jì)星組態(tài)軟件36-37
• 3.5 小結(jié)37-39
• 第4章 天然氣水合物實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)試系統(tǒng)的安裝與調(diào)試39-58
• 4.1 溫度和壓力傳感器的安裝與調(diào)試39-42
• 4.1.1 溫度傳感器的選型、安裝與校準(zhǔn)39-42
• 4.1.2 壓力傳感器42
• 4.2 超聲波檢測(cè)系統(tǒng)的安裝及其標(biāo)定42-48
• 4.2.1 超聲波檢測(cè)系統(tǒng)42-45
• 4.2.2 超聲波測(cè)量及其標(biāo)定45-48
• 4.3 時(shí)域反射技術(shù)（TDR）系統(tǒng)基本原理及其標(biāo)定48-57
• 4.3.1 時(shí)域反射技術(shù)（TDR）測(cè)試系統(tǒng)的基本原理49-53
• 4.3.2 時(shí)域反射技術(shù)（TDR）測(cè)量松散沉積物中水飽和度的標(biāo)定53-57
• 4.4 小結(jié)57-58
• 第5章 “下進(jìn)氣”CH4水合物實(shí)驗(yàn)研究58-70
• 5.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作58-60
• 5.1.1 防水透氣沙的使用58-59
• 5.1.2 填裝反應(yīng)釜59-60
• 5.2 實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法及步驟60-62
• 5.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)62-65
• 5.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果分析65-70
• 第6章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 論文總結(jié)70
• 6.2 課題研究的不足與展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-77
• 致謝77

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