CN108827754A - 一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统 - Google Patents

一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统，主要由破碎搅拌控制子系统、破碎搅拌执行子系统及水合物制备子系统组成。本发明利用现代自动化技术实现了参数采集及实验流程的全自动化控制，不仅能够实现对大尺度天然气水合物岩样自动化破碎功能，而且可以对破碎过程中的钻压、扭矩、釡内压力及温度参数进行实时监测、采集及存储，为后续大尺度天然气水合物岩样破碎机理、破岩效率、钻进参数优化及破碎刀具破岩能力评价等方面研究提供了可靠的保障，为天然气水合物开采现场施工条件优化提供了必要的实验验证手段。

Description

一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统
技术领域
本发明涉及大尺寸天然气水合物岩样破碎机理研究技术领域，特别是一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统。
背景技术
天然气水合物是由水和天然气在高压低温环境下生成的非化学计量性笼状晶体物质，是一种高密度、高热值的非常规能源，主要分布于海洋及陆地永久冻土带沉积物中，其中海洋天然气水合资源量约为陆地冻土带的一百倍，海洋天然气水合物的开采备受关注，天然气水合物被普遍认为将是21世纪最有潜力的接替能源，同时也是目前尚未开发的储量最大的一种新能源。
在固态流化开采相关研究中，采掘设备对天然气水合物破碎机理研究是至关重要的一部分，破碎机理研究直接影响后续天然气水合物固态流化开采过程中的开采效率及开采成本，因此，天然气水合物破碎机理研究是天然气水合物固态流化开采相关研究不可或缺的一部分。自然界中的天然气水合物绝大部分以固态形式蕴藏于海底，开采难度很大。目前室内实验研究是探索海洋天然气水合物开采重要手段，通常在实验室内将水和天然气在高压、低温条件下在制备釜内合成天然气水合物，天然气水合物样品在制备釜内合成后以固态形式存储在制备釜中。但是如何将天然气水合物在高压、低温条件下进行破碎及破碎过程中相关参数如何采集是大尺度固态天然气水合物破岩样碎机理研究面临的重大技术难点。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术不足，提供一种参数采集精度高、结构简单、性能可靠、操作方便、全自动化控制的用于大尺寸固态天然气水合物岩样的破碎系统。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统，包括破碎搅拌控制子系统、破碎搅拌执行子系统及水合物制备子系统；
所述破碎搅拌控制子系统包括液压站、控制电柜和计算机；
所述破碎搅拌执行子系统包括液压油缸、液压伸缩杆、筒体、连接块、滑块、电动机固定架、电动机、减速机、联轴器、轴向支撑架、轴承压板、止推轴承、动力短轴、万向节、扭拉压变送器上连接法兰、扭拉压变送器、扭拉压变送器下连接法兰、破碎轴扶正器、动密封压板、动密封件组合、制备釡密封圆盘、密封圈、破碎轴、制备釡、破碎刀具锁销、破碎刀具、大尺度天然气水合物岩样、液压进油管及液压出油管；
所述水合物制备子系统包括压力变送器、温度变送器、滑轨、海水入口阀门和水合物浆体出口阀门；
所述液压站通过液压进油管和液压出油管与液压油缸连接，所述液压油缸通过连接块固定设置在筒体顶端，所述液压油缸内固定设置有液压伸缩杆，所述筒体内壁设置有滑轨，所述电动机固定架上固定设置有滑块，所述滑块与滑轨滑动连接，所述电动机固定安装在电动机固定架上，所述电动机与减速机连接，所述液压伸缩杆下端延伸至筒体内部与电动机固定架固定连接，所述筒体底部设置有制备釜，所述大尺度天然气水合物岩样存储在制备釜内，所述减速机与联轴器连接，所述联轴器下端与动力短轴连接，所述轴向支撑架与电动机固定架固定连接，所述动力短轴安装在轴向支撑架上，所述动力短轴下端通过万向节上锁销与万向节连接，所述万向节下端通过万向节下锁销与扭拉压变送器上连接法兰连接，所述扭拉压变送器上连接法兰通过上连接螺栓与扭拉压变送器固定连接，所述扭拉压变送器通过下连接螺栓与扭拉压变送器下连接法兰相连接，所述破碎轴上端通过扭拉压变送器下锁销与扭拉压变送器下连接法兰连接，所述破碎轴下端延伸至制备釜内部，所述破碎轴通过破碎刀具锁销与破碎刀具固定连接，所述液压站、计算机、扭拉压变送器和电动机均与控制电柜连接。
进一步优选的方案，所述破碎轴固定安装在破碎轴扶正器内，所述破碎轴扶正器通过破碎轴扶正器连接螺栓固定在动密封压板上，所述动密封压板通过动密封压板螺栓固定在制备釡密封圆盘上，所述破碎轴与制备釡密封圆盘之间依靠动密封件组合密封，所述制备釡密封圆盘与制备釡之间依靠密封圈密封。
进一步优选的方案，所述动力短轴上安装有止推轴承，所述止推轴承上通过轴承压板螺栓固定安装有轴承压板。
进一步优选的方案，所述压力变送器与温度变动器均固定安装在制备釡上，且与制备釡内部连通，所述压力变送器与温度变送器均与控制电柜连接。
进一步优选的方案，所述制备釜上设置有海水入口阀门和水合物浆体出口阀门，所述海水入口阀门通过海水入口阀门连接螺栓安装在制备釜上，所述水合物浆体出口阀门通过水合物浆体出口阀门连接螺栓安装在制备釜上，所述海水入口阀门和水合物浆体出口阀门均与控制电柜连接。
进一步优选的方案，所述扭拉压变送器通过扭拉压数据采集线与控制电柜连接。
本发明具有以下优点：
本发明利用现代自动化技术实现了参数采集及实验流程的全自动化控制，不仅能够实现对大尺度天然气水合物岩样自动化破碎功能，而且可以对破碎过程中的钻压、扭矩、釡内压力及温度参数进行实时监测、采集及存储，为后续大尺度天然气水合物岩样破碎机理、破岩效率、钻进参数优化及破碎刀具破岩能力评价等方面研究提供了可靠的保障，为天然气水合物开采现场施工条件优化提供了必要的实验验证手段。
附图说明
图1为本发明大尺寸固态天然气水合物岩样的破碎系统结构示意图；
图2为本发明破碎系统连接部件结构示意图；
图3为本发明破碎搅拌杆动密封及扶正结构示意图；
图1、2、3中的编码分别为：1. 液压油缸，2.液压伸缩杆，3.筒体，4.连接块，5.滑块，6.电动机固定架，7.电动机，8.减速机，9.联轴器，10.轴向支撑架，11.轴承压板螺栓，12.轴承压板，13.止推轴承，14.动力短轴，15.万向节上锁销，16.万向节，17.万向节下锁销，18.扭拉压变送器上连接法兰，19.上连接螺栓，20.扭拉压变送器，21.下连接螺栓，22.扭拉压变送器下连接法兰，23.扭拉压变送器下锁销，24.破碎轴扶正器，25.破碎轴扶正器连接螺栓，26.动密封压板螺栓，27.动密封压板，28.动密封件组合，29.制备釡密封圆盘，30.密封圈，31.破碎轴，32.制备釡，33.破碎刀具锁销，34.破碎刀具，35.大尺度天然气水合物岩样，36.液压进油管，37.液压出油管，38.液压站，41.扭拉压数据采集线，42.控制电柜，44.计算机，46.压力变送器，48.温度变送器，49.滑轨，50.海水入口阀门，51. 海水入口阀门连接螺栓，53.水合物浆体出口阀门连接螺栓，54.水合物浆体出口阀门。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1~3所示，一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统，包括破碎搅拌控制子系统、破碎搅拌执行子系统及水合物制备子系统；
所述破碎搅拌控制子系统包括液压站38、控制电柜42和计算机44；
所述破碎搅拌执行子系统包括液压油缸1、液压伸缩杆2、筒体3、连接块4、滑块5、电动机固定架6、电动机7、减速机8、联轴器9、轴向支撑架10、轴承压板12、止推轴承13、动力短轴14、万向节16、扭拉压变送器上连接法兰18、扭拉压变送器20、扭拉压变送器下连接法兰22、破碎轴扶正器24、动密封压板27、动密封件组合28、制备釡密封圆盘29、密封圈30、破碎轴31、制备釡32、破碎刀具锁销33、破碎刀具34、大尺度天然气水合物岩样35、液压进油管36及液压出油管37；
所述水合物制备子系统包括压力变送器46、温度变送器48、滑轨49、海水入口阀门50和水合物浆体出口阀门54；
所述液压站38通过液压进油管36和液压出油管37与液压油缸1连接，所述液压油缸1通过连接块4固定设置在筒体3顶端，所述液压油缸1内固定设置有液压伸缩杆2，所述筒体3内壁设置有滑轨49，所述电动机固定架6上固定设置有滑块5，所述滑块5与滑轨49滑动连接，所述电动机7固定安装在电动机固定架6上，所述电动机7与减速机8连接，所述液压伸缩杆2下端延伸至筒体3内部与电动机固定架6固定连接，所述筒体3底部设置有制备釜32，所述大尺度天然气水合物岩样35存储在制备釜32内，所述减速机8与联轴器9连接，所述联轴器9下端与动力短轴14连接，所述轴向支撑架10与电动机固定架6固定连接，所述动力短轴14安装在轴向支撑架10上，所述动力短轴14下端通过万向节上锁销15与万向节16连接，所述万向节16下端通过万向节下锁销17与扭拉压变送器上连接法兰18连接，所述扭拉压变送器上连接法兰18通过上连接螺栓19与扭拉压变送器20固定连接，所述扭拉压变送器20通过下连接螺栓21与扭拉压变送器下连接法兰22相连接，所述破碎轴31上端通过扭拉压变送器下锁销23与扭拉压变送器下连接法兰22连接，所述破碎轴31下端延伸至制备釜32内部，所述破碎轴31通过破碎刀具锁销33与破碎刀具34固定连接，所述液压站38、计算机44、扭拉压变送器20和电动机7均与控制电柜42连接。
作为本发明进一步实施方案，所述破碎轴31固定安装在破碎轴扶正器24内，所述破碎轴扶正器24通过破碎轴扶正器连接螺栓25固定在动密封压板27上，所述动密封压板27通过动密封压板螺栓26固定在制备釡密封圆盘29上，所述破碎轴31与制备釡密封圆盘29之间依靠动密封件组合28密封，所述制备釡密封圆盘29与制备釡32之间依靠密封圈30密封，所述动力短轴10上安装有止推轴承13，所述止推轴承13上通过轴承压板螺栓11固定安装有轴承压板12，所述压力变送器46与温度变动器48均固定安装在制备釡32上，且与制备釡32内部连通，所述压力变送器46与温度变送器48均与控制电柜42连接，所述制备釜32上设置有海水入口阀门50和水合物浆体出口阀门54，所述海水入口阀门50通过海水入口阀门连接螺栓51安装在制备釜32上，所述水合物浆体出口阀门54通过水合物浆体出口阀门连接螺栓53安装在制备釜32上，所述海水入口阀门50和水合物浆体出口阀门54均与控制电柜42连接，所述扭拉压变送器20通过扭拉压数据采集线41与控制电柜42连接。
本发明的工作过程如下：
钻进过程：在大尺度天然气水合物岩样35制备过程中，海水入口阀门50与水合物浆体出口阀门54均处于关闭状态，制备釡32中大尺度天然气水合物岩样35制备完成后，根据实验需求，对大尺度天然气水合物岩样35进行破碎机理研究，首先由实验操作人员在计算机44上设定电动机7的转速值及钻压值，然后实验操作人员发出破碎指令，计算机44将破碎指令下达到控制电柜42，控制电柜42分别把指令传递给电动机7和液压站38，液压站38接收到指令后，液压油由液压进油管36进入液压油缸1，液压油缸1内液压油经液压出油管37回到液压站38内，从而使液压伸缩杆2向下运动，液压伸缩杆2向下运动过程中推动电动机固定架6向下运动，电动机固定架6和滑块5在液压伸缩杆2推力作用下沿滑轨49向下运动，电动机7与减速机8固定在电动机固定架6上，电动机7与减速机8随电动机固定架6向下运动，减速机8和联轴器9联接在一起，致使联轴器9向下运动，联轴器9带动动力短轴14向下运动，动力短轴14通过万向节上锁销15把钻压传递给万向节16，万向节16上的钻压通过万向节下锁销17传递到扭拉压变送器上连接法兰18，扭拉压变送器上连接法兰18把钻压传递给扭拉压变送器20，由扭拉压变送器20监测与采集运动过程中的钻压变化，扭拉压变送器20把钻压经扭拉压变送器下连接法兰22传递给破碎轴31，破碎轴31在移动过程中的横向位移由破碎轴扶正器24进行扶正，使破碎轴31始终在制备釡32中心转动，破碎轴31向下运动带动破碎刀具34向下运动。液压站38接收到控制电柜42发出的让液压伸缩杆2向下运动指令的同时，电动机7接收到控制电柜42的指令后开始根据设定转速进行转动，电动机7转动后带动减速机8和联轴器9开始转动，联轴器9带动动力短轴14转动，动力短轴14通过万向节上锁销15把转动扭矩传递给万向节16，万向节16承受的转动扭矩通过万向节下锁销17传递到扭拉压变送器上连接法兰18，扭拉压变送器上连接法兰18把扭矩传递给扭拉压变送器20，由扭拉压变送器20监测与采集转动过程中的扭矩变化，扭拉压变送器20把扭矩经扭拉压变送器下连接法兰22传递给破碎轴31，破碎轴31在转动过程中的横向位移由破碎轴扶正器24进行扶正，使破碎轴31始终在制备釡32中心转动，破碎轴31转动带动破碎刀具34旋转，破碎刀具34旋转对大尺度天然气水合物岩样35进行破碎。随着破碎过程的进行，扭拉压变送器20把监测与采集到的实时破岩参数（扭矩、压力等）经扭拉压数据采集线41上传至控制电柜42，控制电柜42把破岩参数上传至计算机44，计算机44对上传的数据进行保存、分析及处理，实验操作人员可实时观察破岩参数数据及破岩参数变化趋势。
钻压调节过程：随着大尺度天然气水合物岩样35被破碎，施加在大尺度固态天然气水合物岩样35的钻压会降低，扭拉压变送器20监测与采集的钻压值经扭拉压数据采集线41、控制电柜42上传至计算机44，计算机44根据上传数据和设定值进行对比，对比分析后发现钻压降低，则计算机44自动给控制电柜42下达加快液压油缸1行进速度的指令，控制电柜42接收到该指令后把指令下达至液压站38，液压站38收到该指令后加大液压进油管36及液压出油管37的进、出油流速，从而加快液压伸缩杆2的行进速度，计算机44根据扭拉压变送器20监测与采集到的数据进行重复对比分析，重复钻压调节过程，直至钻压达到设定值。
起钻过程：当破碎刀具34钻至大尺度天然气水合物岩样35底部时，计算机44根据位移信息判定是否已到最终行程，若判定已到最终行程，则计算机44给出报警信号，用以提示钻进过程完成，实验操作人员根据实验需求给出下一步指令。根据实验需求钻进完成后是起钻过程，由实验操作人员给计算机44发出起钻指令，则计算机44通过控制电柜42把起钻信号传递给液压站38，液压站38中的液压油流向为从液压出油管37流入、液压进油管36流出，从而使液压伸缩杆2向上运动，液压伸缩杆2向上推动电动机固定架6向上运动，电动机固定架6和滑块5在液压伸缩杆2推力作用下沿滑轨49向上运动，电动机7与减速机8固定在电动机固定架6上，电动机7与减速机8随电动机固定架6向上运动，减速机8和联轴器9联接在一起，致使联轴器9向上运动，联轴器9带动动力短轴14向上运动，动力短轴14通过万向节上锁销15把拉力传递给万向节16，万向节16拉力通过万向节下锁销17传递到扭拉压变送器上连接法兰18，扭拉压变送器上连接法兰18把拉力传递给扭拉压变送器20，由扭拉压变送器20监测与采集转动过程中拉力变化，扭拉压变送器20把拉力经扭拉压变送器下连接法兰22传递给破碎轴31，破碎轴31在移动过程中的横向位移由破碎轴扶正器24进行扶正，使破碎轴31始终在制备釡32中心转动，破碎轴31向上运动带动破碎刀具34向上运动，从而实现起钻过程。
其它参数监测与采集：在钻进过程、钻压调节过程及起钻过程中，除了对钻压、扭矩及拉力等参数的监测与采集外，制备釡32内的压力值及温度值分别依靠压力变送器46及温度变送器48进行采集，压力变送器46及温度变送器48采集的数据上传至控制电柜42，控制电柜42再把数据上传至计算机44，计算机44再对数据进行分析、处理及存储，实验操作人员可在计算机44上实时观察制备釡32内的压力及温度数据。
以上所述的是本发明优选的实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统，其特征在于：包括破碎搅拌控制子系统、破碎搅拌执行子系统及水合物制备子系统；
所述破碎搅拌控制子系统包括液压站（38）、控制电柜（42）和计算机（44）；
所述破碎搅拌执行子系统包括液压油缸（1）、液压伸缩杆（2）、筒体（3）、连接块（4）、滑块（5）、电动机固定架（6）、电动机（7）、减速机（8）、联轴器（9）、轴向支撑架（10）、轴承压板（12）、止推轴承（13）、动力短轴（14）、万向节（16）、扭拉压变送器上连接法兰（18）、扭拉压变送器（20）、扭拉压变送器下连接法兰（22）、破碎轴扶正器（24）、动密封压板（27）、动密封件组合（28）、制备釡密封圆盘（29）、密封圈（30）、破碎轴（31）、制备釡（32）、破碎刀具锁销（33）、破碎刀具（34）、大尺度天然气水合物岩样（35）、液压进油管（36）及液压出油管（37）；
所述水合物制备子系统包括压力变送器（46）、温度变送器（48）、滑轨（49）、海水入口阀门（50）和水合物浆体出口阀门（54）；
所述液压站（38）通过液压进油管（36）和液压出油管（37）与液压油缸（1）连接，所述液压油缸（1）通过连接块（4）固定设置在筒体（3）顶端，所述液压油缸（1）内固定设置有液压伸缩杆（2），所述筒体（3）内壁设置有滑轨（49），所述电动机固定架（6）上固定设置有滑块（5），所述滑块（5）与滑轨（49）滑动连接，所述电动机（7）固定安装在电动机固定架（6）上，所述电动机（7）与减速机（8）连接，所述液压伸缩杆（2）下端延伸至筒体（3）内部与电动机固定架（6）固定连接，所述筒体（3）底部设置有制备釜（32），所述大尺度天然气水合物岩样（35）存储在制备釜（32）内，所述减速机（8）与联轴器（9）连接，所述联轴器（9）下端与动力短轴（14）连接，所述轴向支撑架（10）与电动机固定架（6）固定连接，所述动力短轴（14）安装在轴向支撑架（10）上，所述动力短轴（14）下端通过万向节上锁销（15）与万向节（16）连接，所述万向节（16）下端通过万向节下锁销（17）与扭拉压变送器上连接法兰（18）连接，所述扭拉压变送器上连接法兰（18）通过上连接螺栓（19）与扭拉压变送器（20）固定连接，所述扭拉压变送器（20）通过下连接螺栓（21）与扭拉压变送器下连接法兰（22）相连接，所述破碎轴（31）上端通过扭拉压变送器下锁销（23）与扭拉压变送器下连接法兰（22）连接，所述破碎轴（31）下端延伸至制备釜（32）内部，所述破碎轴（31）通过破碎刀具锁销（33）与破碎刀具（34）固定连接，所述液压站（38）、计算机（44）、扭拉压变送器（20）和电动机（7）均与控制电柜（42）连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统，其特征在于：所述破碎轴（31）固定安装在破碎轴扶正器（24）内，所述破碎轴扶正器（24）通过破碎轴扶正器连接螺栓（25）固定在动密封压板（27）上，所述动密封压板（27）通过动密封压板螺栓（26）固定在制备釡密封圆盘（29）上，所述破碎轴（31）与制备釡密封圆盘（29）之间依靠动密封件组合（28）密封，所述制备釡密封圆盘（29）与制备釡（32）之间依靠密封圈（30）密封。
3.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统，其特征在于：所述动力短轴（10）上安装有止推轴承（13），所述止推轴承（13）上通过轴承压板螺栓（11）固定安装有轴承压板（12）。
4.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统，其特征在于：所述压力变送器（46）与温度变动器（48）均固定安装在制备釡（32）上，且与制备釡（32）内部连通，所述压力变送器（46）与温度变送器（48）均与控制电柜（42）连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统，其特征在于：所述制备釜（32）上设置有海水入口阀门（50）和水合物浆体出口阀门（54），所述海水入口阀门（50）通过海水入口阀门连接螺栓（51）安装在制备釜（32）上，所述水合物浆体出口阀门（54）通过水合物浆体出口阀门连接螺栓（53）安装在制备釜（32）上，所述海水入口阀门（50）和水合物浆体出口阀门（54）均与控制电柜（42）连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统，其特征在于：所述扭拉压变送器（20）通过扭拉压数据采集线（41）与控制电柜（42）连接。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019223264A1 (zh) * 2018-05-25 2019-11-28 西南石油大学 一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统
CN111289353A (zh) * 2020-04-01 2020-06-16 厦门理工学院 一种用于海底岩石破碎的试验装置
CN112665963A (zh) * 2020-12-18 2021-04-16 中铁十六局集团有限公司 适用于岩石破碎机理研究的室内模型测试装置
CN113477303A (zh) * 2021-06-18 2021-10-08 安徽长江钢铁股份有限公司 一种热压钢渣块液压破碎粉锭机
CN113670732A (zh) * 2021-07-15 2021-11-19 青岛丰一顺海事工程技术有限公司 一种船用靠球抗爆裂检验测试设备
CN114235579A (zh) * 2021-12-17 2022-03-25 广东石油化工学院 天然气水合物岩心抗压、抗剪强度的三轴测试装置及方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112858018B (zh) * 2021-01-08 2022-06-28 青岛海洋地质研究所 含水合物沉积物旁压蠕变试验装置及方法
CN113008700B (zh) * 2021-02-07 2023-01-24 山东科技大学 一种天然气水合物的力学特性测试方法
CN113188906B (zh) * 2021-04-25 2022-05-20 重庆科技学院 岩石单轴拉伸试验装置及方法
CN113252437B (zh) * 2021-06-16 2021-09-17 西南石油大学 一种动态破岩效率评价方法
CN116296946B (zh) * 2023-03-06 2023-08-11 中国矿业大学(北京) 基于分形-波动理论的页岩纹层发育程度表征方法和装置
CN117262437B (zh) * 2023-11-22 2024-03-22 山东华联矿业股份有限公司 一种地质采集样本贮存装置

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2633414Y (zh) * 2003-04-01 2004-08-18 中国地质大学（武汉） 天然气水合物综合试验用反应釜
WO2007072172A1 (en) * 2005-12-20 2007-06-28 Schlumberger Technology B.V. Method and system for development of hydrocarbon bearing formations including depressurization of gas hydrates
CN105044285A (zh) * 2015-07-15 2015-11-11 西南石油大学 一种天然气水合物破碎装置及破碎天然气水合物的方法
CN105665097A (zh) * 2016-03-08 2016-06-15 西南石油大学 一种天然气水合物的旋转式二次破碎装置及破碎方法
CN206233886U (zh) * 2016-11-17 2017-06-09 西南石油大学 一种模拟天然气水合物钻水平井水平段岩屑运移装置
CN106840978A (zh) * 2017-01-13 2017-06-13 西南石油大学 一种适用于管内水合物颗粒的磨盘式破碎实验装置及方法
CN106968674A (zh) * 2017-04-09 2017-07-21 杭州云蜂工业设计有限公司 一种海底表层天然气水合物的破碎设备
CN206513352U (zh) * 2017-03-03 2017-09-22 西南石油大学 一种模拟天然气水合物钻井水平段岩屑重复破碎实验装置
CN107780888A (zh) * 2017-11-30 2018-03-09 青岛海洋地质研究所 天然气水合物试采模拟装置及方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3759453A (en) * 1971-12-27 1973-09-18 L Johnson Rock crusher
GB1427585A (en) * 1973-04-18 1976-03-10 Hally W W Mobile stone crushing machine
US4210292A (en) * 1978-09-15 1980-07-01 Caterpillar Tractor Co. Impact rock crusher
US6446892B1 (en) * 1992-12-10 2002-09-10 Ralph Fasoli Rock crushing machine
CA2130292C (en) * 1993-08-17 2005-12-06 Michel Leblond Rock crusher
US5967431A (en) * 1996-03-18 1999-10-19 Astec Industries, Inc. Rock crusher having crushing-enhancing inserts, method for its production, and method for its use
US5772132A (en) * 1996-08-21 1998-06-30 Reid; Donald W. Self-propelled rock crushing machine
US6513738B1 (en) * 2000-02-17 2003-02-04 Metso Minerals Industries, Inc. Adjustment mechanism utilizing a variable displacement motor for a rock crusher
US7464889B2 (en) * 2002-06-06 2008-12-16 Johnson Crushers International Mobile rock crushing plant
US7448564B2 (en) * 2005-08-04 2008-11-11 New Dimension Crushers, Llc Portable apparatus for crushing rock and other hard material and related method
JP2007147348A (ja) * 2005-11-25 2007-06-14 Toray Ind Inc 軽量サンドイッチパネルの破壊靱性試験方法
US7810888B2 (en) * 2007-02-27 2010-10-12 Clark Cedric J Portable rock crusher and scarifier
CN204892035U (zh) * 2015-08-18 2015-12-23 西南石油大学 一种用于海洋天然气水合物破碎实验的釜内搅拌破碎装置
CN108375660A (zh) * 2018-04-24 2018-08-07 吉林大学 一种高压水射流破碎海底水合物沉积物的试验装置及方法
CN108827754B (zh) * 2018-05-25 2020-12-22 西南石油大学 一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统
CN214288469U (zh) * 2021-01-05 2021-09-28 安徽省宁合建筑工程有限公司 一种环保无污染市政工程施工用石块破碎装置
CN215565772U (zh) * 2021-03-24 2022-01-18 中海石油（中国）有限公司天津分公司 具有v型棱状岩屑二次破碎器的钻杆及岩屑床清除装置
CN215963953U (zh) * 2021-09-06 2022-03-08 滦平县聚源矿业有限责任公司 一种适用于矿产用的高效破碎机

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2633414Y (zh) * 2003-04-01 2004-08-18 中国地质大学（武汉） 天然气水合物综合试验用反应釜
WO2007072172A1 (en) * 2005-12-20 2007-06-28 Schlumberger Technology B.V. Method and system for development of hydrocarbon bearing formations including depressurization of gas hydrates
CN105044285A (zh) * 2015-07-15 2015-11-11 西南石油大学 一种天然气水合物破碎装置及破碎天然气水合物的方法
CN105044285B (zh) * 2015-07-15 2017-07-25 西南石油大学 一种天然气水合物破碎装置及破碎天然气水合物的方法
CN105665097A (zh) * 2016-03-08 2016-06-15 西南石油大学 一种天然气水合物的旋转式二次破碎装置及破碎方法
CN206233886U (zh) * 2016-11-17 2017-06-09 西南石油大学 一种模拟天然气水合物钻水平井水平段岩屑运移装置
CN106840978A (zh) * 2017-01-13 2017-06-13 西南石油大学 一种适用于管内水合物颗粒的磨盘式破碎实验装置及方法
CN206513352U (zh) * 2017-03-03 2017-09-22 西南石油大学 一种模拟天然气水合物钻井水平段岩屑重复破碎实验装置
CN106968674A (zh) * 2017-04-09 2017-07-21 杭州云蜂工业设计有限公司 一种海底表层天然气水合物的破碎设备
CN107780888A (zh) * 2017-11-30 2018-03-09 青岛海洋地质研究所 天然气水合物试采模拟装置及方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019223264A1 (zh) * 2018-05-25 2019-11-28 西南石油大学 一种用于大尺寸天然气水合物岩样的破碎系统
US11465152B2 (en) 2018-05-25 2022-10-11 Southwest Petroleum University Crushing system for large-size natural gas hydrate rock samples
CN111289353A (zh) * 2020-04-01 2020-06-16 厦门理工学院 一种用于海底岩石破碎的试验装置
CN112665963A (zh) * 2020-12-18 2021-04-16 中铁十六局集团有限公司 适用于岩石破碎机理研究的室内模型测试装置
CN112665963B (zh) * 2020-12-18 2022-08-30 中铁十六局集团有限公司 适用于岩石破碎机理研究的室内模型测试装置
CN113477303A (zh) * 2021-06-18 2021-10-08 安徽长江钢铁股份有限公司 一种热压钢渣块液压破碎粉锭机
CN113670732A (zh) * 2021-07-15 2021-11-19 青岛丰一顺海事工程技术有限公司 一种船用靠球抗爆裂检验测试设备
CN113670732B (zh) * 2021-07-15 2024-02-02 青岛丰一顺海洋工程技术有限公司 一种船用靠球抗爆裂检验测试设备
CN114235579A (zh) * 2021-12-17 2022-03-25 广东石油化工学院 天然气水合物岩心抗压、抗剪强度的三轴测试装置及方法
CN114235579B (zh) * 2021-12-17 2023-12-19 广东石油化工学院 天然气水合物岩心抗压、抗剪强度的三轴测试装置及方法

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