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[发明专利]一种基于X-CT探测含水合物沉积物力学参数的装置及方法-CN202010147558.8有效
发明人：李彦龙;刘昌岭;吴能友;李承峰;陈强;靳玉蓉;刘乐乐 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2020-03-05 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： G01N3/24 文献下载
摘要：本发明提出一种基于X‑CT探测含水合物沉积物力学参数的装置与方法，所述装置包括反应釜，反应釜本体为铍或碳纤维耐压管，两端端盖密封，下端盖外侧与轴压加载反力机构连接，反应釜内部自上而下为：上部样品调节垫块、沉积物样品、下部样品调节垫块及轴压加载活塞，还包括剪切加载单元、背压控制单元、卸载压力加载单元以及应变量测单元。本发明满足了合成甲烷水合物所需要的高压条件，能够精确控制试样轴向温度，使其均匀分布；还可以快速控温以提高制样效率，且能够调节试样的尺寸，达到控制不同的试样高径比的目的，本发明可实现含天然气水合物沉积物应力‑应变曲线和沉积物内部破坏微观结构同步探测，能够实现恒应变剪切和恒应力蠕变测试。
一种基于 ct 探测水合物沉积物力学参数装置方法

[发明专利]一种基于低场核磁分析水合物沉积物力学特性的装置及方法-CN202010147539.5有效
发明人： 吴能友;李彦龙;刘昌岭;孟庆国;陈强;刘乐乐;卜庆涛 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2020-03-05 - 公布日： 2021-02-26 - 主分类号： G01N24/08 文献下载
摘要：本发明提出一种基于低场核磁分析水合物沉积物力学特性的装置，包括：安装在低场核磁共振分析仪上的微型反应釜本体、位于反应釜本体内的围压腔、设置在反应釜本体外侧的射频线圈、反应釜上端盖、反应釜下端盖，以及孔压控制模块与围压控制模块，还包括：轴压加载柱塞、轴压加载反力架及轴向加载控制模块。本发明基于低场核磁共振探测和三轴剪切相结合的实验装置及相应的测试方法，在低场核磁共振平台上获取水合物储层的宏观力学数据，并同时获取加载过程中水合物储层的微观孔隙结构演化特征，为跨尺度研究天然气水合物储层的力学性能及其变形机理提供技术保障。
一种基于低场核磁分析水合物沉积物力学特性装置方法

[发明专利]基于土工离心机的海洋渗漏型天然气水合物成藏模拟实验装置及方法-CN202010502477.5有效
发明人：刘乐乐;刘昌岭;吴能友;孟庆国;卜庆涛 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2020-06-04 - 公布日： 2021-02-09 - 主分类号： G09B25/00 文献下载
摘要：本发明公开一种基于土工离心机的海洋渗漏型天然气水合物成藏模拟实验装置及方法，所述实验装置包括土工离心机、挂篮总成和旋臂搭载设备总成；挂篮总成通过挂篮连接轴与土工离心机旋臂的一端铰接，其包括含天然气水合物土体样品及其固定构件、高压仓、水浴夹套等，旋臂搭载设备总成固定设置在土工离心机旋臂上，用以实现对水合物成藏的温度控制、气源提供及数据采集。该装置及方法在实验室内利用离心机高速旋转产生的离心加速度模拟重力场以提高浮力大小，在不改变气体通量的前提下实现浮力控制的气体渗漏条件下天然气水合物成藏过程的快速高效模拟，巧妙回避现有的气体微通量供给技术限制，使渗漏型天然气水合物成藏过程更接近于自然界现场实际情况。
基于土工离心机海洋渗漏天然气水合物模拟实验装置方法

[发明专利]一种磁流体置换和微波加热协同开采天然气水合物的方法-CN202010039362.7有效
发明人： 吴能友;王壮壮;胡高伟;刘昌岭;卜庆涛;万义钊 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2020-01-15 - 公布日： 2021-01-19 - 主分类号： E21B43/24 文献下载
摘要：本发明属于天然气水合物开采技术领域，涉及一种液态CO2磁流体置换和微波加热协同开采天然气水合物的方法，包括以下步骤：选择合适的天然气水合物储层建立天然气水合物开采的井筒；将微波发生器由井筒下入井下；向天然气水合物储层注入液态CO2磁流体；开启微波发生器产生微波，加热天然气水合物储层，同时液态CO2与天然气水合物发生置换反应，天然气水合物分解；通过回采装置将天然气等流体产出，分离得到天然气。该方法通过注入液态CO2磁流体使金属纳米颗粒分散至天然气水合物储层中，强化微波加热效率，并在一定程度上利用了CO2和CH4水合物之间的置换反应；通过加热和CO2置换反应共同作用，促进天然气水合物的分解与开采。
一种流体置换微波加热协同开采天然气水合物方法

[发明专利]一种含天然气水合物土体样品的强化制备装置及方法-CN202010100808.2有效
发明人：刘乐乐;吴能友;刘昌岭;李承峰;孙建业;张永超 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2020-02-19 - 公布日： 2021-01-19 - 主分类号： G01N1/28 文献下载
摘要：本发明公开一种含天然气水合物土体样品的强化制备装置及方法，所述强化制备装置包括旋转模块、高压仓、气体供给回收模块、液体供给回收模块、制冷控温模块和数据测量模块，含天然气水合物土体样品位于旋转模块内，旋转模块安装于高压仓内，高压仓浸没在制冷控温模块的水浴槽冷媒中，水浴槽外布置气体供给回收模块、液体供给回收模块和数据测量模块，气体供给回收模块、液体供给回收模块和数据测量模块通过高压管道与高压仓连通。在实验室低温环境中采用超重力强化技术持续提升含天然气水合物土体样品制备过程中的孔隙水气混合接触效率，大大促进土体孔隙中天然气水合物的生长过程，达到缩短含天然气水合物土体样品制备时间和提升天然气水合物生长含量的综合有益效果。
一种天然气水合物样品强化制备装置方法

[实用新型]基于光纤感测技术的水合物储层多场耦合效应模拟反应釜-CN202020427444.4有效
发明人： 吴能友;李彦龙;陈强;孟庆国;刘昌岭;孙建业;郝锡荦 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2020-03-27 - 公布日： 2020-12-22 - 主分类号： E21B43/01 文献下载
摘要：本实用新型提出一种基于光纤感测技术的水合物储层多场耦合效应模拟反应釜，包括反应釜本体，安装在所述反应釜本体上的模拟开采井，所述反应釜本体为长方体，其顶侧面、前侧面、右侧面分别设有垂向主应力加载模块、第一的水平主应力加载模块、第二水平主应力加载模块；还包括电阻率层析成像系统、光时域反射感测系统以及受激布里渊时域感测系统。本实用新型能够同时获取含水合物沉积物内部应变场、温度场和水合物饱和度场的监测，且具有监测物理量多、抗干扰能力强、监测精度高、大容量传输等特点，实现了应力差异压实作用对水合物开采过程响应的模拟，满足天然气水合物大尺寸开采仿真研究需求。
基于光纤技术水合物储层多场耦合效应模拟反应

[实用新型]一种平行螺旋式可伸缩时域反射探针-CN201922461241.7有效
发明人：刘乐乐;刘昌岭;吴能友;张准;孙建业;李彦龙 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2019-12-31 - 公布日： 2020-10-23 - 主分类号： G01N3/24 文献下载
摘要：本实用新型公开一种平行螺旋式可伸缩的时域反射探针，所述时域反射探针包括一根正极探针和至少一根负极探针，使用时正极探针和负极探针平行螺旋布设在柔性筒内侧壁上，然后通过同轴电缆与时域反射信号发生器连接进行信号采集。本方案所述设计的时域反射探针可用来无损实时测量三轴剪切试验中冻土、含天然气水合物土、砂土、粉土、黏土、黄土、特殊土和岩石等样品的含水率，即保障了样品含水率的测量效果，又避免了对样品三轴剪切试验数据的影响，在非饱和土以及含天然气水合物土样品三轴剪切试验方面具有广阔的应用前景。
一种平行螺旋式伸缩时域反射探针

[实用新型]强化微波加热开采天然气水合物的实验装置-CN202020076114.5有效
发明人：王壮壮;胡高伟;吴能友;刘昌岭;卜庆涛;万义钊 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2020-01-15 - 公布日： 2020-10-23 - 主分类号： E21B43/26 文献下载
摘要：本实用新型涉及天然气水合物开采领域，尤其是一种强化微波加热开采天然气水合物的实验装置。其反应釜放置在恒温控制系统内，反应釜内设有人造岩心，反应釜包括反应釜釜体和反应釜顶盖，反应釜顶盖上设有微波入口和流体进出口，微波入口与微波发生系统连接，流体进出口通过六通阀Ⅰ分别与天然气水合物生成系统、压裂液注入‑返排系统、天然气产出系统连接，人造岩心上钻有两个竖直孔道，两竖直孔道分别与反应釜顶盖上的微波入口、流体进出口相对应。其能够模拟磁性纳米流体压裂和压裂后微波加热开采天然气水合物的全过程，研究天然气水合物储层中压裂裂缝的展布规律和磁性金属纳米颗粒的运移、分布规律，分析磁性纳米颗粒辅助微波加热开采天然气水合物的效果。
强化微波加热开采天然气水合物实验装置

[发明专利]水合物开采砾石充填层堵塞工况微观机理评价方法及系统-CN201910564823.X有效
发明人：李彦龙;吴能友;陈强;刘昌岭;孙致学;何楚翘;孙建业 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2019-06-27 - 公布日： 2020-09-22 - 主分类号： G01N33/24 文献下载
摘要：本发明公开一种水合物开采砾石充填层堵塞工况微观机理评价方法及系统，通过将砾石充填层与基于砾石充填层孔隙尺寸刻蚀形成的孔径等效可视化刻蚀模型结合，设计专门的工作流程和实验装置，探讨真实砾石表面状况下的砾石层泥砂‑水合物双重堵塞机制，并观察孔隙内部泥砂‑水合物堆积规律，主要包括砾石充填层表面堵塞过程模拟和砾石充填层空隙内部堵塞过程模拟，在两种堵塞模拟过程中，均先对泥质的堆积堵塞过程进行模拟。本方案通过将砾石表面结构性质和孔隙内部结构性质对泥砂‑水合物双重堵塞的影响结合，来定量表征泥质、水合物双重耦合堵塞机制对井底砾石充填层的影响，从而使模拟工况更接近真实的天然气水合物井底工况，对天然气水合物开采应用具有重要参考价值。
水合物开采砾石充填堵塞工况微观机理评价方法系统

[实用新型]一种含水合物沉积物固结静探贯入模拟装置-CN201921769644.1有效
发明人：陈强;李彦龙;申志聪;吴能友;刘昌岭;孙建业 -专利权人：青岛海洋地质研究所;中国海洋大学
申请日： 2019-10-21 - 公布日： 2020-09-01 - 主分类号： G01N3/08 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种含水合物沉积物固结静探贯入模拟装置，其属于海洋天然气水合物开采领域，包括反应釜子系统、上支撑部、固结子系统和静力触探子系统，所述釜本体的底端设置有进气口，所述端盖上设置有出气口，上支撑部与所述端盖连接，固结子系统包括第一动力机构、与所述第一动力机构连接的固结平台和与所述固结平台连接的加压板，静力触探子系统包括第二动力机构、与所述第二动力机构连接的贯入平台、与所述贯入平台连接的探杆和与所述探杆连接的探头。通过固结子系统对含水合物沉积物施加竖向固结压力，为不同储层条件下水合物沉积物工程参数计算模型的建立提供基础数据，测量结果更准确。
一种水合物沉积物固结静探贯入模拟装置

[发明专利]海域天然气水合物的原位种植和采集系统及其方法-CN201910794443.5有效
发明人：孙治雷;吴能友;张喜林;曹红;耿威;王利波;翟滨;张现荣;徐翠玲 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2019-08-27 - 公布日： 2020-08-21 - 主分类号： E21B43/01 文献下载
摘要：本发明所述的海域天然气水合物的原位种植和采集系统及其方法，提供一种原位井扩孔、截留并种植天然气水合物以实施后续采集的系统及其方法。以期加速提高泄漏区羽状流气体的收集速度与效率，在原位形成固态水合物的前提下形成封存并转移，从而实现天然气水合物海域采集作业的低能耗、无污染开发、并改善海水缺氧与酸化程度、缓解温室气体排放效应。包括有冷泉扩孔及成品收集单元、冷泉集气种植单元和海底工程辅助单元。冷泉扩孔及成品收集单元，包括工程船或钻井平台、钻井装置和吊装系统；冷泉集气种植单元，包括固气采集装置和扩孔导流系统；海底工程辅助单元，包括通过爬行车脐带缆连接工程船或钻井平台的工程爬行车。
海域天然气水合物原位种植采集系统及其方法

[实用新型]裂隙充填型水合物各向异性研究的声学特性测试实验装置-CN201922076744.2有效
发明人：卜庆涛;刘昌岭;胡高伟;刘乐乐;吴能友;陈强;孟庆国;李彦龙 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2019-11-27 - 公布日： 2020-06-23 - 主分类号： G01V1/00 文献下载
摘要：本实用新型提出一种裂隙充填型水合物各向异性研究的声学特性测试实验装置，包括高压反应装置、声学测量装置、温度控制装置、压力控制装置和数据采集装置，高压反应装置设置在温度控制装置中，并分别与声学测量装置和压力控制装置相连接；高压反应装置的反应釜内部设置有用于盛放沉积物样品的内筒，反应釜的釜体上安装有可视窗；声学测量装置包括超声波换能器，超声波换能器纵向方向上对称安装在反应釜釜体的两端，横向方向上对称安装在反应釜釜体的侧面。该实验装置可从多个方向对裂隙充填型水合物的声学特征进行探测，获得裂隙发育方向和角度对裂隙充填型水合物声学特性的影响，同时可实时对裂隙充填型水合物的生成过程进行可视化观测。
裂隙充填水合物各向异性研究声学特性测试实验装置

[发明专利]一种水合物沉积物动-静态力学参数同步测量方法-CN201910778412.0有效
发明人：李彦龙;卜庆涛;陈强;吴能友;程军;孟庆国 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2019-08-22 - 公布日： 2020-06-16 - 主分类号： G01N3/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种水合物沉积物动‑静态力学参数同步测量反应釜和测量方法，涉及天然气水合物基础物性测试领域，包括壳体，还包括设置在所述壳体内的本体组件，设置在所述壳体侧面的两相对侧组件，设置在所述壳体顶端的上盖组件以及设置在所述壳体底端的下盖组件本发明的有益效果是，集成了TDR测试、声波测试和应力应变测试能力，克服了原有力学参数测试方法用含水量直接估算沉积物饱和度导致的估计误差；将超声探测技术联合应用到三轴试验上，能实时获取不同水合物饱和度和不同剪切破坏条件下沉积体系的声波参数，为三轴力学特性测试提供有力的支撑数据，能够更好的为含水合物沉积体系的动态变化提供解释依据。
一种水合物沉积物静态力学参数同步测量方法

[发明专利]降压过程中水合物储层泥砂剥离运移的模拟方法及装置-CN201910564840.3有效
发明人：李彦龙;陈强;刘昌岭;吴能友;董长银;孟庆国 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2019-06-27 - 公布日： 2020-06-16 - 主分类号： G01M10/00 文献下载
摘要：本发明公开一种降压过程中水合物储层泥砂剥离运移的模拟方法及装置，所述模拟装置包括储层模拟模块、供给模块、控压模块、控温模块和回收模块，储层模拟模块用于填装松散沉积物、生成水合物储层并观察泥砂剥落启动过程，包括显微可视模块、纯径向流储层模拟模块和非径向流储层模拟模块；本方案考虑不同的流线型态、水合物分布规律对水合物储层砂粒启动、运移过程的影响，通过储层制备不同水合物饱和度、不同水合物分布模式条件下的水合物储层，在后续出砂机理分析实验中保证水合物处于未分解状态，探讨出砂临界压降条件和出砂型态演化规律，为实际开采井出砂规律预测提供技术支撑。
降压过程水合物储层泥砂剥离模拟方法装置

[发明专利]一种实验与数值模拟过程中水合物饱和度的计算分析方法-CN201910327973.9有效
发明人：黄丽;吴能友;万义钊;陈强;孙建业 -专利权人：青岛海洋地质研究所
申请日： 2019-04-23 - 公布日： 2020-05-19 - 主分类号： G01N7/00 文献下载
摘要：本发明提出一种实验与数值模拟过程中水合物饱和度的计算分析方法，充分考虑气体的压缩性，实现针对不同温度、压力条件下甲烷压缩因子的分析，同时给出了一种甲烷在纯水中不同条件下的溶解度计算分析方式，将两种分析方式应用于实验室模拟尺度水合物合成与分解过程，实现在封闭系统内对水合物、甲烷气以及水的三相饱和度在不同时刻的计算。在缺乏电阻率等直接测试手段的条件下，本发明能够有效地揭示实验过程中储藏的演变以及水合物形成与分解效率观察，提高实验与模拟精度，能够为水合物实际开采提供重要依据和支持。
一种实验数值模拟过程水合物饱和度计算分析方法

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