CN111351741A - 一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置及使用方法，包括底座，底座上方安装圆柱腔体，圆柱腔体上方安装顶盖；本装置的底座、圆柱腔体和顶盖的X、Y、Z轴的正反两个方向连接进气阀门、进气口气体压力表、进气口气体流量控制器、侧出气口阀门、中心出气口阀门和出气口气体流量计；圆柱腔体内部加工有立方体形沉积物装填仓，立方体形沉积物装填仓的六个内壁上安装有透气垫片。通过本发明的技术方案，能够测量海洋沉积物三个不同方向的气体渗透性，进而评估渗透性的各向异性，克服了传统试验只能测试一个方向渗透系数的缺点，本发明所设计的出气垫片能够减小气体边壁流动对渗透性的影响，提高渗透系数测量的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及海洋沉积物渗透性测试技术领域，具体而言，特别涉及一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置及使用方法。
背景技术
海洋水合物分解产生的气体以及海洋浅层气在海洋沉积物内部的运移，均与沉积物的渗透性密切相关。对于海洋水合物的开采，沉积物的渗透性会影响开采效率；对于海洋浅层气，沉积物的渗透性对海洋浅层气溢出诱发的海底地质灾害有重要的影响。同时由于海底洋流对沉积物的搬运以及地震等地质作用的影响，海洋沉积物的微观结构往往是不均匀的，各向异性的。不均匀以及各向异性的微观结构又会导致海洋沉积物的渗透性具有各向异性的特征。深入了解沉积物渗透性各向异性对于提高水合物开采过程天然气的会采效率以及揭示海底浅层气溢出诱发的地质灾害的机理均具有重要的意义。目前对海底沉积物渗透性的试验研究多采用水头试验法进行测量，该方法仅能够用水测量沉积物单一方向的渗透性。此外，试验过程中用水测量和用气体测量的渗透系数存在一定的差别。用气体进行渗透系数的测量更加接近上文中提到的工程背景。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置及使用方法，能够测量同一海洋沉积物样品在三个不同方向的渗透性。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置，包括底座，底座上方安装圆柱腔体，圆柱腔体上方安装顶盖，其中，底座整体为三级阶梯形状，一级底座形状为方形，一级底座的外侧面上连接有z方向进气阀门， z方向进气阀门连接z方向进气口气体压力表，z方向进气口气体压力表连接z方向进气口气体流量控制器，一级底座上部为二级圆形底座，二级圆形底座上部为三级方形底座，圆形底座还安装有第一密封圈，方形底座中心位置设有z方向进气孔，z方向进气孔和底座外侧面z方向进气阀门联通；
圆柱腔体的外侧面Y轴正向连接y方向中心进气口阀门，y方向中心进气口阀门的另一端连接y方向进气口气体压力表，y方向进气口气体压力表的另一端连接y方向进气口气体流量控制器；圆柱腔体外侧面Y轴反向分别连接有y方向侧出气口阀门和y方向中心出气口阀门，y方向中心出气口阀门的另一端连接y方向出气口气体流量计；圆柱腔体的外侧面X轴反向连接x方向中心进气口阀门，x方向中心进气口阀门的另一端连接x方向进气口气体压力表，x方向进气口气体压力表的另一端连接x方向进气口气体流量控制器，圆柱腔体的外侧面X轴正向连接分别连接x方向侧出气口阀门和x方向中心出气口阀门，x方向中心出气口阀门的另一端连接x方向出气口气体流量计；圆柱腔体的顶部安装有第二密封圈，圆柱腔体内部加工有立方体形沉积物装填仓，立方体形沉积物装填仓的底部与方形底座相匹配，圆柱腔体的底部与圆形底座相匹配。
顶盖上部z方向侧出气口阀门和z方向中心出气口阀门，z方向中心出气口阀门的另一端连接z方向出气口气体流量计，顶盖同样为三级阶梯形状，一级顶盖下部为圆形顶盖，圆形顶盖下部为方形顶盖，方形顶盖中心位置设有z方向中心出气口和z方向侧出气口，z方向中心出气口与z方向中心出气口阀门连通，z方向侧出气口与z方向侧出气口阀门连通，立方体形沉积物装填仓的顶部与方形顶盖相匹配，圆柱腔体的顶部与圆形顶盖相匹配；
底座和顶盖的四角依次通过第一法兰螺栓、第二法兰螺栓，第三法兰螺栓和第四法兰螺栓进行连接固定；
立方体形沉积物装填仓的六个内壁上安装有透气垫片，透气垫片包括Z轴正方向的z方向出气透气垫片和反向的z方向进气透气垫片、X轴正方向的x方向出气透气垫片和反向的x方向进气透气垫片、Y轴正方向的y方向进气透气垫片和反向的y方向出气透气垫片，透气垫片上加工有若干个贯通的圆柱孔，并沿着不同直径的圆环均匀分布；z方向进气透气垫片、x方向进气透气垫片、y方向进气透气垫片通过圆环形凹槽以及直线凹槽将所有的圆柱孔联通，z方向出气透气垫片、x方向出气透气垫片和y方向出气透气垫片其中心3cm直径的圆内所有的圆柱形孔通过圆环形凹槽以及直线凹槽联通，中心3cm直径外的圆柱孔通过圆环形凹槽和直线凹槽单独联通。
作为优选方案，x方向进气口气体流量控制器、y方向进气口气体流量控制器和z方向进气口气体流量控制器均与储气钢瓶连接。
进一步地，储气钢瓶所选用的测量气体为氩气。
作为优选方案，海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置的材料为316L钢材。
作为优选方案，x方向进气透气垫片、y方向出气透气垫片、 x方向出气透气垫片和y方向进气透气垫片沿着z方向的侧壁加工成45°斜面。
一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置的方法，其特征在于， 具体步骤如下：
步骤（1）：首先在底座安装第一密封圈，将圆柱腔体安装在底座上第一密封圈；
步骤（2）：将底部的z方向进气透气垫片以及四个侧壁的x方向进气透气垫片、y方向出气透气垫片、 x方向出气透气垫片和y方向进气透气垫片安装在圆柱腔体内部的立方体形沉积物装填仓的空腔内，再在空腔内装填好沉积物后，安装顶部的z方向出气透气垫片；
步骤（3）：在圆柱腔体顶部的安装第二密封圈，并将顶盖安装到圆柱腔体上，通过四个法兰螺栓第一法兰螺栓、第二法兰螺栓，第三法兰螺栓和第四法兰螺栓固定整个装置；
步骤（4）：将储气钢瓶分别连接到x方向进气口气体流量控制器、y方向进气口气体流量控制器和z方向进气口气体流量控制器；
步骤（5）：测量Z轴方向的渗透性，将X轴和Y轴方向所有进气口以及出气口的阀门都关闭，Z轴方向的阀门都打开，调整好Z轴方向进气口流量，通过进气口压力表测量进气口处的气压值，通过中心出气口处的流量计测量出气口处的流量值，根据进气口处的气压值以及出气口处的流量值，根据公式（1）计算Z轴方向的渗透系数值；
（1）
K为渗透系数（m2），μ为气体的粘滞系数（Pa.s），L为试样的长度（m），P0为出口处的大气压力（Pa），S为中心直径3cm圆的横截面积，P1为入口处测得的进气压力（Pa）。
步骤（6）：测量X轴方向的渗透性，将Z轴和Y轴方向所有进气口以及出气口的阀门都关闭，X轴方向的阀门都打开，调整好X轴方向进气口流量，通过进气口压力表测量进气口处的气压值，通过中心出气口处的流量计测量出气口处的流量值，根据进气口处的气压值以及出气口处的流量值，根据步骤(5)中的公式（1）计算X轴方向的渗透系数值；
步骤（7）：测量Y轴方向的渗透性，将X轴和Z轴方向所有进气口以及出气口的阀门都关闭，Y轴方向的阀门都打开，调整好Y轴方向进气口流量，通过进气口压力表测量进气口处的气压值，通过中心出气口处的流量计测量出气口处的流量值，根据进气口处的气压值以及出气口处的流量值，根据步骤(5)中的公式（1）计算Y轴方向的渗透系数值。
本发明由于采用了以上技术方案，与现有技术相比使其具有以下有益效果：（1）本发明能够测量海洋沉积物三个不同方向的气体渗透性，进而评估渗透性的各向异性，克服了传统试验只能测试一个方向渗透系数的缺点。（2）本发明所设计的出气垫片能够减小气体边壁流动对渗透性的影响，提高渗透系数测量的准确性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明试验装置的东南等轴测立体图
图2位本发明试验装置的西北等轴测立体图
图3位试验装置底座立体图
图4为试验装置顶盖仰视立体图
图5为试验装置圆柱腔体立体图
图6为试验装置六片透气垫片立体图
图7为三片出气透气垫片立体图
其中，图1至图7中附图标记与部件之间的对应关系为：
1：底座；1-1：z方向进气阀门；1-2：z方向进气口气体压力表；1-3：z方向进气口气体流量控制器；1-4：第一密封圈；1-5：底座z方向进气孔；1-6:一级底座；1-7：圆形底座；1-8：方形底座；
2：圆柱腔体；2-1a：y方向侧出气口阀门；2-1b：y方向中心出气口阀门；2-1c：x方向侧出气口阀门；2-1d：x方向中心出气口阀门；2-1e：y方向中心进气口阀门；2-1f：x方向中心进气口阀门；2-2a：y方向出气口气体流量计；2-2b：x方向出气口气体流量计；2-2c：y方向进气口气体流量控制器；2-2d：x方向进气口气体流量控制器；2-3a：y方向进气口气体压力表；2-3b：x方向进气口气体压力表；2-4：第二密封圈；2-5：立方体形沉积物装填仓；
3：顶盖；3-1a：z方向侧出气口阀门；3-1b：z方向中心出气口阀门；3-2：z方向出气口气体流量计；3-3a：顶盖z方向中心出气口；3-3b：顶盖z方向侧出气口；3-4：一级方形顶盖；3-5：圆形顶盖；3-6：方形顶盖；
4-1：第一法兰螺栓；4-2：第二法兰螺栓；4-3：第三法兰螺栓；4-4：第四法兰螺栓；
5-1：z方向进气透气垫片；5-2：z方向出气透气垫片；5-3：x方向进气透气垫片；5-4：y方向出气透气垫片；5-5：x方向出气透气垫片；5-6：y方向进气透气垫片。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合图1至图7对本发明的实施例的海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置及方法进行具体说明。
如图1、图2所示，本发明提出了一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置，包括底座1，底座1上方安装圆柱腔体2，圆柱腔体2上方安装顶盖3，其中，如图3所示，底座1为三级阶梯形状，一级底座1-6形状为方形，一级底座1-6的外侧面上连接有z方向进气阀门1-1， z方向进气阀门1-1连接z方向进气口气体压力表1-2，z方向进气口气体压力表1-2连接z方向进气口气体流量控制器1-3，一级底座1-6上部为圆形底座1-7，圆形底座1-7上部为方形底座1-8，圆形底座1-7还安装有第一密封圈1-4，方形底座1-8中心位置设有z方向进气孔1-5，z方向进气孔1-5和底座1外侧面z方向进气阀门1-1联通；
如图5所示，圆柱腔体2的外侧面Y轴正向连接y方向中心进气口阀门2-1e，y方向中心进气口阀门2-1e的另一端连接y方向进气口气体压力表2-3a，y方向进气口气体压力表2-3a的另一端连接y方向进气口气体流量控制器2-2c；圆柱腔体2外侧面Y轴反向分别连接有y方向侧出气口阀门2-1a和y方向中心出气口阀门2-1b，y方向中心出气口阀门2-1b的另一端连接y方向出气口气体流量计2-2a；圆柱腔体2的外侧面X轴反向连接x方向中心进气口阀门2-1f，x方向中心进气口阀门2-1f的另一端连接x方向进气口气体压力表2-3b，x方向进气口气体压力表2-3b的另一端连接x方向进气口气体流量控制器2-2d，圆柱腔体2的外侧面X轴正向连接分别连接x方向侧出气口阀门2-1c和x方向中心出气口阀门2-1d，x方向中心出气口阀门2-1d的另一端连接x方向出气口气体流量计2-2b；圆柱腔体2的顶部安装有第二密封圈2-4，圆柱腔体2内部加工有立方体形沉积物装填仓2-5，用于放置透气垫片以及正方体沉积物样品，立方体形沉积物装填仓2-5的底部与方形底座1-8相匹配，圆柱腔体2的底部与圆形底座1-7相匹配。
如图4所示，顶盖3上部z方向侧出气口阀门3-1a和z方向中心出气口阀门3-1b，z方向中心出气口阀门3-1b的另一端连接z方向出气口气体流量计3-2，顶盖为三级阶梯结构，包括一级方形顶盖3-4，一级方形顶盖3-4下部为圆形顶盖3-5，圆形顶盖3-5下部为方形顶盖3-6，方形顶盖3-6中心位置设有z方向中心出气口3-3a和z方向侧出气口3-3b，z方向中心出气口3-3a与z方向中心出气口阀门3-1b连通，z方向侧出气口3-3b与z方向侧出气口阀门3-1a连通，立方体形沉积物装填仓2-5的顶部与方形顶盖3-6相匹配，圆柱腔体2的顶部与圆形顶盖3-5相匹配；
如图1、图2所示，底座1和顶盖3的四角依次通过第一法兰螺栓4-1、第二法兰螺栓4-2，第三法兰螺栓4-3和第四法兰螺栓4-4进行连接固定；
如图6所示，立方体形沉积物装填仓2-5的六个内壁上安装有透气垫片，透气垫片包括Z轴正方向的z方向出气透气垫片5-2和反向的z方向进气透气垫片5-1、X轴正方向的x方向出气透气垫片5-5和反向的x方向进气透气垫片5-3、Y轴正方向的y方向进气透气垫片5-6和反向的y方向出气透气垫片5-4，透气垫片上加工有若干个贯通的圆柱孔，并沿着不同直径的圆环均匀分布；z方向进气透气垫片5-1、x方向进气透气垫片5-3、y方向进气透气垫片5-6通过圆环形凹槽以及直线凹槽将所有的圆柱孔联通；如图7所示，z方向出气透气垫片5-2、x方向出气透气垫片5-5和y方向出气透气垫片5-4其中心3cm直径的圆内所有的圆柱形孔通过圆环形凹槽以及直线凹槽联通，中心3cm直径外的圆柱孔通过圆环形凹槽和直线凹槽单独联通，因此中心出气口流量计测量的流量为3cm直径所对应圆柱体内流动的气体的流量，圆柱体外流动的气体通过侧出气口排出，这样设计可以有效减小边壁流动对渗透性测量的影响。
x方向进气口气体流量控制器2-2d、y方向进气口气体流量控制器2-2c和z方向进气口气体流量控制器1-3均与储气钢瓶连接。
储气钢瓶所选用的测量气体为氩气。
海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置的材料为316L钢材。
x方向进气透气垫片5-3、y方向出气透气垫片5-4、 x方向出气透气垫片5-5和y方向进气透气垫片5-6沿着z方向的侧壁加工成45°斜面。
一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置的方法，具体步骤如下：
步骤（1）：首先在底座1安装第一密封圈1-4，将圆柱腔体2安装在底座1上第一密封圈1-4；
步骤（2）：将底部的z方向进气透气垫片5-1以及四个侧壁的x方向进气透气垫片5-3、y方向出气透气垫片5-4、 x方向出气透气垫片5-5和y方向进气透气垫片5-6安装在圆柱腔体2内部的立方体形沉积物装填仓2-5的空腔内，再在空腔内装填好沉积物后，安装顶部的z方向出气透气垫片5-2；
步骤（3）：在圆柱腔体2顶部的安装第二密封圈2-4，并将顶盖3安装到圆柱腔体2上，通过四个法兰螺栓第一法兰螺栓4-1、第二法兰螺栓4-2，第三法兰螺栓4-3和第四法兰螺栓4-4固定整个装置；
步骤（4）：将储气钢瓶分别连接到x方向进气口气体流量控制器2-2d、y方向进气口气体流量控制器2-2c和z方向进气口气体流量控制器1-3；
步骤（5）：测量Z轴方向的渗透性，将X轴和Y轴方向所有进气口以及出气口的阀门都关闭，Z轴方向的阀门都打开，调整好Z轴方向进气口流量，通过进气口压力表测量进气口处的气压值，通过中心出气口处的流量计测量出气口处的流量值，根据进气口处的气压值以及出气口处的流量值，根据公式（1）计算Z轴方向的渗透系数值；
K为渗透系数（m2），μ为气体的粘滞系数（Pa.s），L为试样的长度（m），P0为出口处的大气压力（Pa），S为中心直径3cm圆的横截面积，P1为入口处测得的进气压力（Pa）；
步骤（6）：测量X轴方向的渗透性，将Z轴和Y轴方向所有进气口以及出气口的阀门都关闭，X轴方向的阀门都打开，调整好X轴方向进气口流量，通过进气口压力表测量进气口处的气压值，通过中心出气口处的流量计测量出气口处的流量值，根据进气口处的气压值以及出气口处的流量值，根据步骤(5)中的公式（1）计算X轴方向的渗透系数值；
步骤（7）：测量Y轴方向的渗透性，将X轴和Z轴方向所有进气口以及出气口的阀门都关闭，Y轴方向的阀门都打开，调整好Y轴方向进气口流量，通过进气口压力表测量进气口处的气压值，通过中心出气口处的流量计测量出气口处的流量值，根据进气口处的气压值以及出气口处的流量值，根据步骤(5)中的公式（1）计算Y轴方向的渗透系数值。
通过本发明能够测量海洋沉积物三个不同方向的气体渗透性，进而评估渗透性的各向异性，克服了传统试验只能测试一个方向渗透系数的缺点。本发明所设计的出气垫片能够减小气体边壁流动对渗透性的影响，提高渗透系数测量的准确性。
在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置，包括底座（1），底座（1）上方安装圆柱腔体（2），圆柱腔体（2）上方安装顶盖（3），其特征在于，所述底座（1）形状为方形，底座（1）的外侧面上连接有z方向进气阀门（1-1）， z方向进气阀门（1-1）连接z方向进气口气体压力表（1-2），z方向进气口气体压力表（1-2）连接z方向进气口气体流量控制器（1-3），底座（1）为三级阶梯机构，方形底座（1-6）上部为圆形底座（1-7），圆形底座（1-7）上部为方形底座（1-8），圆形底座（1-,7）还安装有第一密封圈（1-4），方形底座（1-8）中心位置设有z方向进气孔（1-5），z方向进气孔（1-5）和底座（1）外侧面z方向进气阀门（1-1）联通；
所述圆柱腔体（2）的外侧面Y轴正向连接y方向中心进气口阀门（2-1e），y方向中心进气口阀门（2-1e）的另一端连接y方向进气口气体压力表（2-3a），y方向进气口气体压力表（2-3a）的另一端连接y方向进气口气体流量控制器（2-2c）；圆柱腔体（2）外侧面Y轴反向分别连接有y方向侧出气口阀门（2-1a）和y方向中心出气口阀门（2-1b），y方向中心出气口阀门（2-1b）的另一端连接y方向出气口气体流量计（2-2a）；圆柱腔体（2）的外侧面X轴反向连接x方向中心进气口阀门（2-1f），x方向中心进气口阀门（2-1f）的另一端连接x方向进气口气体压力表（2-3b），x方向进气口气体压力表（2-3b）的另一端连接x方向进气口气体流量控制器（2-2d），圆柱腔体（2）的外侧面X轴正向连接分别连接x方向侧出气口阀门（2-1c）和x方向中心出气口阀门（2-1d），x方向中心出气口阀门（2-1d）的另一端连接x方向出气口气体流量计（2-2b）；圆柱腔体（2）的顶部安装有第二密封圈（2-4），圆柱腔体（2）内部加工有立方体形沉积物装填仓（2-5），立方体形沉积物装填仓（2-5）的底部与方形底座（1-8）相匹配，圆柱腔体（2）的底部与圆形底座（1-7）相匹配；
所述顶盖（3）上部z方向侧出气口阀门（3-1a）和z方向中心出气口阀门（3-1b），z方向中心出气口阀门（3-1b）的另一端连接z方向出气口气体流量计（3-2），顶盖（3）为三级阶梯结构，包括一级方形顶盖（3-4），方形顶盖（3-4）的下部为安装圆形顶盖（3-5），圆形顶盖（3-5）下部为方形顶盖（3-6），方形顶盖（3-6）中心位置设有z方向中心出气口（3-3a）和z方向侧出气口（3-3b），z方向中心出气口（3-3a）与z方向中心出气口阀门（3-1b）连通，z方向侧出气口（3-3b）与z方向侧出气口阀门（3-1a）连通，立方体形沉积物装填仓（2-5）的顶部与方形顶盖（3-6）相匹配，圆柱腔体（2）的顶部与圆形顶盖（3-5）相匹配；
所述底座（1）和顶盖（3）的四角依次通过第一法兰螺栓（4-1）、第二法兰螺栓（4-2），第三法兰螺栓（4-3）和第四法兰螺栓（4-4）进行连接固定；
所述立方体形沉积物装填仓（2-5）的六个内壁上安装有透气垫片，透气垫片包括Z轴正方向的z方向出气透气垫片（5-2）和反向的z方向进气透气垫片（5-1）、X轴正方向的x方向出气透气垫片（5-5）和反向的x方向进气透气垫片（5-3）、Y轴正方向的y方向进气透气垫片（5-6）和反向的y方向出气透气垫片（5-4），透气垫片上加工有若干个贯通的圆柱孔，并沿着不同直径的圆环均匀分布；z方向进气透气垫片（5-1）、x方向进气透气垫片（5-3）、y方向进气透气垫片（5-6）通过圆环形凹槽以及直线凹槽将所有的圆柱孔联通，z方向出气透气垫片（5-2）、x方向出气透气垫片（5-5）和y方向出气透气垫片（5-4）其中心3cm直径的圆内所有的圆柱形孔通过圆环形凹槽以及直线凹槽联通，中心3cm直径外的圆柱孔通过圆环形凹槽和直线凹槽单独联通。
2.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置，其特征在于，所述x方向进气口气体流量控制器（2-2d）、y方向进气口气体流量控制器（2-2c）和z方向进气口气体流量控制器（1-3）均与储气钢瓶连接。
3.根据权利要求2所述的一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置，其特征在于，所述储气钢瓶所选用的测量气体为氩气。
4.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置，其特征在于，所述海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置的材料为316L钢材。
5.根据权利要求1所述的一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置，其特征在于，所述x方向进气透气垫片（5-3）、y方向出气透气垫片（5-4）、 x方向出气透气垫片（5-5）和y方向进气透气垫片（5-6）沿着z方向的侧壁加工成45°斜面。
6.如权利要求1-5所述的一种海洋沉积物气体渗透性各向异性测试装置的方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤（1）：首先在底座（1）安装第一密封圈（1-4），将圆柱腔体（2）安装在底座（1）上第一密封圈（1-4）；
步骤（2）：将底部的z方向进气透气垫片（5-1）以及四个侧壁的x方向进气透气垫片（5-3）、y方向出气透气垫片（5-4）、 x方向出气透气垫片（5-5）和y方向进气透气垫片（5-6）安装在圆柱腔体（2）内部的立方体形沉积物装填仓（2-5）的空腔内，再在空腔内装填好沉积物后，安装顶部的z方向出气透气垫片（5-2）；
步骤（3）：在圆柱腔体（2）顶部的安装第二密封圈（2-4），并将顶盖（3）安装到圆柱腔体（2）上，通过四个法兰螺栓第一法兰螺栓（4-1）、第二法兰螺栓（4-2），第三法兰螺栓（4-3）和第四法兰螺栓（4-4）固定整个装置；
步骤（4）：将储气钢瓶分别连接到x方向进气口气体流量控制器（2-2d）、y方向进气口气体流量控制器（2-2c）和z方向进气口气体流量控制器（1-3）；步骤（5）：测量Z轴方向的渗透性，将X轴和Y轴方向所有进气口以及出气口的阀门都关闭，Z轴方向的阀门都打开，调整好Z轴方向进气口流量，通过进气口压力表测量进气口处的气压值，通过中心出气口处的流量计测量出气口处的流量值，根据进气口处的气压值以及出气口处的流量值，根据公式（1）计算Z轴方向的渗透系数值；
K为渗透系数（m2），μ为气体的粘滞系数（Pa.s），L为试样的长度（m），P0为出口处的大气压力（Pa），S为中心直径3cm圆的横截面积，P1为入口处测得的进气压力（Pa）；
步骤（6）：测量X轴方向的渗透性，将Z轴和Y轴方向所有进气口以及出气口的阀门都关闭，X轴方向的阀门都打开，调整好X轴方向进气口流量，通过进气口压力表测量进气口处的气压值，通过中心出气口处的流量计测量出气口处的流量值，根据进气口处的气压值以及出气口处的流量值，根据步骤(5)中的公式（1）计算X轴方向的渗透系数值；
步骤（7）：测量Y轴方向的渗透性，将X轴和Z轴方向所有进气口以及出气口的阀门都关闭，Y轴方向的阀门都打开，调整好Y轴方向进气口流量，通过进气口压力表测量进气口处的气压值，通过中心出气口处的流量计测量出气口处的流量值，根据进气口处的气压值以及出气口处的流量值，根据步骤(5)中的公式（1）计算Y轴方向的渗透系数值。
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