[发明专利]一种海洋沉积物气体渗透性测量装置及其使用方法

权利要求书

1.一种海洋沉积物气体渗透性测量装置，包括圆柱钢桶（11）以及与其连通的钢瓶（1），其特征在于,所述圆柱钢桶（11）分为上中下三部分，圆柱钢桶（11）下部为底座（12），底座（12）中心位置设有进气管（13），底座（12）侧壁上设有进气口（14），进气口（14）与进气管（13）连通；圆柱钢桶（11）中部为空腔并安装沉积物仓（15），沉积物仓（15）的上下两端安装有透气垫片（16）；圆柱钢桶（11）上部为金属法兰盘（17），金属法兰盘（17）上表面设有一圈圆形凹槽（18），圆形凹槽（18）内安装密封圈（18-1），金属法兰盘（17）设有6个第一螺口（19），金属法兰盘（17）上方安装圆桶盖（20），圆桶盖（20）设有6个第二螺口（21），圆柱钢桶（11）和圆桶盖（20）之间通过6个螺栓（22）将第一螺口（19）和第二螺口（21）连接固定，圆桶盖（20）中心位置安装有出气管（23），出气管（23）和圆桶盖（20）通过第二锥形密封螺栓（24）固定，出气管（23）上安装有气体流量计（25）；

所述钢瓶（1）内气体为氩气，钢瓶出口处设置降压阀门（2），降压阀门（2）通过柔性压力管（7）与进气口（14）连接，进气口（14）设有进气压力表（10），进气压力表（10）通过第一锥形密封螺栓（10-1）固定在进气口（14）上，柔性压力管（7）上设有气瓶（5）或气体流量控制器（8）。

2.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物气体渗透性测量装置，其特征在于,所述气瓶（5）前端依次连接第一阀门（3）和气瓶压力表（4），气瓶（5）后端连接第二阀门（6）。

3.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物气体渗透性测量装置，其特征在于,所述气体流量控制器（8）后端连接第三阀门（9）。

4.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物气体渗透性测量装置，其特征在于,所述沉积物仓（15）为圆柱状结构。

5.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物气体渗透性测量装置，其特征在于,所述圆柱钢桶（11）材料为316钢材。

6.如权利要求1-5所述的一种海洋沉积物气体渗透性测量装置的使用方法，其特征在于, 包括以下步骤：

步骤（1）：在圆柱钢桶（11）中部的沉积物仓（15）空腔内部均匀的涂抹一层凡士林，将第一个透气垫片（16）放置在圆柱钢桶（11）底部，根据试验需要配置一定含水量的海洋沉积物，分五层填入圆柱钢桶（11）内，每填一层均进行夯实，制成直径4cm，高度8cm的圆柱形试样；

步骤（2）：将第二个透气垫片（16）放置在试样顶部，并将密封圈（18-1）放置在圆柱钢桶（11）上部的圆形凹槽（18）内，盖上圆桶盖（20），扭紧螺栓（22）将圆桶盖（20）和圆柱钢桶（11）固定；

步骤（3）：对于含水量较高的低渗透性海洋沉积物（渗透系数10^-15m²），向气瓶（5）内充入一定气压的氩气，并将气瓶（5）和钢瓶（1）之间的阀门关闭，等待气瓶内气压稳定后，打开气瓶（5）和圆柱钢桶（11）之间的阀门，让气体在压差的作用下逐渐渗透海洋沉积物，并通过出气管（23）排出圆柱钢桶（11），当出气管（23）上的气体流量计（25）测得的流量稳定后，记录圆柱钢桶（11）的进气压力表（10）上的气压值；对于含水量较低的高渗透性海洋沉积物（渗透系数10^-15m²），打开钢瓶（1）的阀门，并设定好降压阀门（2）的降压值，使其不超过气体流量控制器（8）的量程，根据实验需求设定气体流量控制器（8）的流量，当圆柱钢桶（11）的进气压力表（10）测得的压力值稳定后，记录该压力值；

步骤（4）：根据测得的气体流量和气压值，通过达西定律计算该状态下海洋沉积物的气体渗透系数。