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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明公开了一种水合物沉积物环剪实验装置及方法，属于海洋天然气水合物研究领域。装置包括环剪剪切盒、扭转和轴向加载主机、氮气气源、甲烷气源、压力体积控制器、水浴装置、背压阀、气水分离器、气体流量计和数据采集系统，环剪剪切盒包括由上至下依次同轴连接的上压板、上适配器、上隔热板、下顶盖、底座、下隔热板、下适配器和下压板。本发明在能够在剪切盒内原位生成水合物沉积物、获取水合物沉积物大变形下的力学强度的前提下，控制形成特定剪切面，有效控制实验不排水状态，减少气体消耗，精确测量水合物饱和度，精确控制水合物沉积物试样的温度，为探明水合物沉积物滑坡变形机理提供强大的硬件支持。

主权项：1.一种水合物沉积物环剪实验装置，其特征在于，包括环剪剪切盒1、扭转和轴向加载主机2、氮气气源3、甲烷气源4、压力体积控制器5、水浴装置6、背压阀7、气水分离器8、气体流量计9和数据采集系统10；所述环剪剪切盒1包括由上至下依次同轴连接的上压板12、上适配器13、上隔热板14、下顶盖17、底座30、下隔热板20、下适配器21和下压板22；所述底座30顶部开设用于放置试样27的环形槽并作为压力腔，底座30上开设与压力腔连通的进气通道18；位于试样27上半部分所述环形槽的内壁和外壁分别放置有辅助内环25和辅助外环26，辅助内环25和辅助外环26的上下两端分别设有O型环，位于辅助内环25和辅助外环26上方的底座30顶部分别设有用于轴向限位的底座内压板23和底座外压环24；所述底座30外侧沿周向设有温控筒19；所述下顶盖17顶部开槽，槽底部设有蛇形通道，蛇形通道上部的槽口通过上顶盖15密封；温控筒19和下顶盖17的蛇形通道均与水浴装置6连接，用于调节所述压力腔温度；所述下顶盖17底部设有环形凸起，环形凸起伸入压力腔中并与所述环形槽密封滑动连接，以使压力腔呈密封状态；所述下顶盖17上开设与压力腔连通的出气通道29，下顶盖17上设有用于测量试样27温度的温度传感器16；所述扭转和轴向加载主机2上端的轴向作用器与上压板12顶部固定连接，下端的扭转作用器与下压板22底部固定连接，轴向作用器、环剪剪切盒1和扭转作用器同轴设置；所述进气通道18通过设有第二阀门11b的管路分别与氮气气源3和甲烷气源4连通，该管路还通过设有第一阀门11a的支路与压力体积控制器5连通；所述出气通道29通过管路依次连接第三阀门11c、背压阀7、气水分离器8和气体流量计9；所述数据采集系统10与压力体积控制器5、水浴装置6和扭转和轴向加载主机2相连。

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