CN112362485A - 一种水合物沉积物的多功能综合试验系统及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于天然气沉积物研究技术领域，具体涉及一种水合物沉积物的多功能综合试验系统及试验方法。包括气水供应及回收装置、综合实验装置、温度控制装置、压力控制装置。本发明提供了一种水合物沉积物的多功能综合试验系统及试验方法，能在实验室内模拟深海储层中的天然气沉积物形成过程，进而实现在实验室内模拟自然环境下天然气水合物沉积物的人工合成；并能够对天然气水合物沉积物进行真三轴压缩试验和直接剪切试验的综合试验装置，不仅可以节约不必要的成本，而且极大地拓宽了试验机的应用范围，进而为进行复杂应力路径下的力学特性以及本构模型的研究提供技术保证和支持。

Description

一种水合物沉积物的多功能综合试验系统及试验方法

技术领域：

本发明属于天然气沉积物研究技术领域，具体涉及一种水合物沉积物的多功能综合试验系统及试验方法。

背景技术：

天然气水合物一般稳定存在于深海沉积物区以及陆域永冻带，导致原状含可燃冰的沉积物样品获取难度大、成本高。对于水合物沉积物力学性质的研究要涉及复杂应力路径所表现出来的特殊性状以及复杂应力路径下的本构模型研究，然而要对于此进行研究，不但要进行常规三轴压缩试验，还要进行真三轴压缩试验、直剪试验和等向压缩试验等。而现有的常规三轴试验机、真三轴试验机以及直剪试验机，一种试验系统只能完成一种类型的室内试验，对于水合物沉积物这种对温度和压力及其敏感的特殊土来说，购买和研制三种类型的试验机的成本是非常昂贵的，而且分别进行三次实验，不但耗费人力物力，还容易导致误差。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是天然气水合物沉积物样品获取难度大、成本高；而且研究时要使用到多种试验装置，但一种试验系统只能完成一种类型的室内试验，成本高、耗费人力物力。

为解决上述问题，本发明提供了一种水合物沉积物的多功能综合试验系统及试验方法，能在实验室内模拟深海储层中的天然气沉积物形成过程，进而实现在实验室内模拟自然环境下天然气水合物沉积物的人工合成；并能够对天然气水合物沉积物进行真三轴压缩试验和直接剪切试验的综合试验装置，不仅可以节约不必要的成本，而且极大地拓宽了试验机的应用范围，进而为进行复杂应力路径下的力学特性以及本构模型的研究提供技术保证和支持。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种水合物沉积物的多功能综合试验系统，包括气水供应及回收装置、综合实验装置、温度控制装置、压力控制装置；

其中，综合实验装置包括外壳和综合试验加载装置，外壳内设有恒温室；综合试验加载装置置于恒温室内，顶部通过传力柱与压力装置相连，压力装置与液压伺服装置相连；传立柱下端与试样上部轴向支撑杆相连，试样上部轴向支撑杆与试样上部加载板相连，试样上部加载板与立方体试样的顶部相连，立方体试样的底部通过试样下部加载板与试样下部轴向支撑杆相连，通过应变控制进行加载；试样左侧上部依次与左侧上部加载板、左侧上部液压加载装置相连，试样左侧下部依次与左侧下部加载板、左侧下部液压加载装置相连；试样右侧上部依次与右侧上部加载板、右侧上部液压加载装置相连，试样右侧下部依次与右侧下部加载板、右侧下部液压加载装置相连；试样前端上部依次与前上部加载板、前上部液压加载装置相连，试样前端下部依次与前下部加载板、前下部液压加载装置相连；试样后端上部依次与后上部加载板、后上部液压加载装置相连，试样后端下部依次与后下部加载板、后下部液压加载装置相连；通过将侧向加载板设计成上下两块加载板，并通过8个液压伺服箱对其进行分别加载，这样便实现侧向加载板的上下分别加载。当进行常规三轴试验和真三轴试验时，将侧向的上下加载开关关闭，将上下的液压加载箱施加相同的压力，这样便实现了侧向上下加载板的同步加载；当进行直剪试验时，打开侧向的上下加载开关，然后固定上部加载盒，对左侧施加压力，进行应变加载。这样，该实验装置便能够进行真三轴试验和直剪试验两种类型试验，节约了试验成本。

压力控制装置通过管路与三个方向的十个液压加载装置相连，控制压力加载；

温度控制装置通过管路与恒温室上部的连接口连接，上部连接口直接与恒温室侧壁的换热装置连接，控制温度室内的温度；

气水供应及回收装置包括天然气储存装置和气-水容器；天然气储存装置依次通过气体增压装置、气体缓冲装置、气体流量控制装置与试样上部加载板相连；气-水容器与试样下部加载板相连，为试验装置提供气源；气-水容器依次通过液体增压装置、流体流量控制装置与试样下部加载板的试样下部透水网相连，气-水容器还与试样上部加载板的试样上部透水网相连，为试验装置提供水源；气体回收装置与试样上部加载板相连，试验完成后用于回收并测量试样可燃冰分解的气体，同时气体流量计一端与气体回收装置相连，用于记录气体的回收量；试样上部透水网设有超声波发射探头，试样下部透水网设有下超声波接收探头，两者处于同一垂直线内，用于测量试样内的实时饱和度。

进一步的，左侧上部加载板、左侧下部加载板、右侧上部加载板、右侧下部加载板、前上部加载板、前下部加载板、后上部加载板、后下部加载板的截面为L型。更易与液压加载装置连接。

进一步的，试样上部加载板上设有上位移传感器和上压力传感器；试样下部加载板上设有下压力传感器、下位移传感器。用于测量上下加载板加载时的应力大小和位移变化。

进一步的，试样下部轴向支撑杆与可选择性固定的加载装置底部轨道固定。便于在进行直剪试验时下部剪切盒的移动。

进一步的，外壳包括上顶板和下底板，二者通过左端立柱和右端立柱相连，左端立柱和右端立柱通过金属套筒与上顶板固定。

进一步的，恒温室为门式结构，恒温室底部通过恒温室固定装置与恒温室底座连接固定；恒温室还设有温度传感器，测量恒温室温度以便随时调节恒温室温度。

进一步的，天然气储存装置与气体增压装置之间设有第一截止阀；气体流量控制装置与试样上部加载板之间设有第二截止阀；气-水容器与试样下部加载板之间设有第八截止阀；气-水容器与液体增压装置之间设有第三截止阀；流体流量控制装置与试样下部加载板之间设有第四截止阀；气-水容器还与试样上部加载板之间设有第七截止阀；气体回收装置与试样上部加载板之间设有第五截止阀；气体流量计与试样上部加载板之间设有第六截止阀，当试验正在进行时，第六截止阀保持关闭，而当试验结束时，打开第六截止阀用于收集水合物分解所产生的甲烷气体。

进一步的，水合物沉积物的多功能综合试验系统还包括信息处理系统和信息处理器，信息处理器通过线路分别与上压力传感器、下压力传感器、上位移传感器、下位移传感器、温度传感器、设于气-水容器上用于测量气-水容器内气压的气压计、上超声波发射探头、下超声波接收探头、气体流量控制装置、流体流量控制装置、气体流量计相连和设置于气体缓冲装置上用于记录气体压强的气体压力传感器；信息处理器与信息处理系统相连，用于数据收集与控制。

一种用上述系统进行水合物沉积物的多功能综合试验的方法，包括以下步骤：

(1)制备特定孔隙度的纯砂

将烘干的纯砂放入压力盒内，通过在三个方向不断地加压，同时不断监测其孔隙度，当砂样孔隙度达到某一特定值时，停止加压，可得到立方体的纯砂试样。

(2)调整压力、温度

利用温度控制装置控制恒温室内的温度降到指定温度，利用压力控制装置对纯砂试样三个方向施加指定压力；

(3)制备特定饱和度的天然气水合物沉积物试样

关闭第二、五、六、八截止阀，开启第三、四、七截止阀，利用流体增压装置将水溶液试样上部注入立方体纯砂试样，同时打开第一、二、八截止阀，利用气体增压装置将甲烷气体从立方体试样下部通入，使得甲烷气体与水在孔隙中广泛接触，直到甲烷气体完全消耗。此过程中利用超声探测技术实时监测甲烷水合物饱和度。

(4)进行试验

1)常规三轴试验

当甲烷水合物合成完毕，测定试样内部初始饱和度。然后通过对前后左右的八块加载板和上下轴向加载板施加相同的压力进行等向固结，然后再次测定其内部饱和度；通过向前后左右上下加载板连接的加载箱中逐级注入液压油，使得其缓慢达到目标围压，然后对上下加载板施加位移进行加载，在该过程中记录上下加载板的相对位移以及加载应力变化。

2)真三轴压缩试验

当甲烷水合物合成完毕，测定试样内部初始饱和度。然后通过对前后左右的八块加载板和上下轴向加载板施加相同的压力进行等向固结，然后再次测定其内部饱和度；最后通过向左右两侧的上下加载板相连接的加载箱统一注入相同压力的液压油，并逐级增大，直至达到目标小主应力；同时，通过向前后两侧的上下加载板相连接的加载箱统一注入相同压力的液压油，并逐级增大，直至达到目标中主应力。然后对上下加载板施加位移加载，进行真三轴试验。在该过程中记录上下加载板的相对位移以及加载应力变化。

3)直接剪切试验

当甲烷水合物合成完毕，测定试样内部初始饱和度。然后通过对前后左右的八块加载板和上下轴向加载板施加相同的压力进行等向固结，然后再次测定其内部饱和度；最后进行直接剪切试验：通过将上下加载板固定，同时通过向前后左右的上部加载板相连接的液压加载箱注入压力相同的液压油，使得试样上部保持固定。之后，通过将前后两侧的下加载板固定，将右侧下加载板的伺服关掉，并通过对左侧的加载板进行直剪试验加载。在该过程中记录上下加载板的相对位移以及加载应力变化。

(5)分解甲烷水合物，收集气体

试验完成后，关闭试验机，打开第五、六截止阀，利用温度控制装置提升恒温室的温度，使天然气水合物分解，利用天然气回收装置收集天然气，并利用气体流量计记录天然气气体体积；

(6)收集、记录试验数据。

本发明相比于现有技术，其有益效果在于：

(1)提供了一种能在实验室内模拟深海储层中的天然气沉积物形成过程，并能够对天然气水合物沉积物进行真三轴压缩试验和直接剪切试验的综合试验装置，进而为进行复杂应力路径下的力学特性以及本构模型的研究提供技术保证和支持。

(2)通过将侧向加载板设计成上下两块截面为L形的加载板，并通过8个液压伺服箱对其进行分别加载，这样便实现侧向加载板的上下分别加载。当进行常规三轴试验和真三轴试验时，将侧向的上下加载开关关闭，将上下的液压加载箱施加相同的压力，这样便实现了侧向上下加载板的同步加载；当进行直剪试验时，打开侧向的上下加载开关，然后固定上部加载盒，对左侧施加压力，进行应变加载。这样，该实验装置便能够进行真三轴试验和直剪试验两种类型试验，节约了试验成本。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2为图1中天然气水合物沉积物综合试验装置示意图；

图3为图2中天然气水合物沉积物综合试验加载装置示意图；

图4为天然气水合物沉积物综合试验加载装置结构示意图；

图5为天然气水合物沉积物综合试验加载装置结构正视图；

图6为天然气水合物沉积物综合试验加载装置结构俯视图；

图7为天然气水合物沉积物综合试验加载装置结构侧视图；

图中，气水供应及回收装置1、综合实验装置2、温度控制装置3、压力控制装置4、信息处理系统5、信息处理器6、气体压力传感器7、气体缓冲装置8、气体增压装置9、第一截止阀10、天然气储存装置11、气体流量控制装置12、气-水容器13、气压计14、第六截止阀15、第二截止阀16、气体流量计17、气体回收装置18、第三截止阀19、液体增压装置20、流体流量控制装置21、第四截止阀22、金属套筒23、左端立柱24、上顶板25、压力装置26、右端立柱27、传力柱28、温度传感器29、恒温室30、试样上部轴向支撑杆31、换热装置32、左侧上部液压加载装置33、左侧下部液压加载装置34、试样上部加载板35、左侧上部加载板36、左侧下部加载板37、试样下部轴向支撑杆38、立方体试样39、右侧上部加载板40、右侧上部液压加载装置41、右侧下部液压加载装置42、右侧下部加载板43、试样下部加载板44、加载装置底部轨道45、试样上部透水网46、试样下部透水网47、恒温室固定装置48、下底板49、恒温室底座50、上位移传感器51、上压力传感器52、后上部液压加载装置53、后下部液压加载装置54、前上部加载板55、前上部液压加载装置56、前下部液压加载装置57、前下部加载板58、后上部加载板59、下压力传感器60、下位移传感器61、上超声波发射探头62、下超声波接收探头63、第七截止阀64、第五截止阀65、第八截止阀66。

具体实施方式：

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种水合物沉积物的多功能综合试验系统，包括气水供应及回收装置1、综合实验装置2、温度控制装置3、压力控制装置4；

其中，综合实验装置2包括外壳和综合试验加载装置，外壳内设有恒温室30；综合试验加载装置置于恒温室30内，顶部通过传力柱28与压力装置26相连，压力装置26与液压伺服装置相连；传立柱下端与试样上部轴向支撑杆31相连，试样上部轴向支撑杆与试样上部加载板35相连，试样上部加载板35与立方体试样39的顶部相连，立方体试样的底部通过试样下部加载板44与试样下部轴向支撑杆38相连，通过应变控制进行加载；试样左侧上部依次与左侧上部加载板36、左侧上部液压加载装置33相连，试样左侧下部依次与左侧下部加载板37、左侧下部液压加载装置34相连；试样右侧上部依次与右侧上部加载板40、右侧上部液压加载装置41相连，试样右侧下部依次与右侧下部加载板43、右侧下部液压加载装置42相连；试样前端上部依次与前上部加载板55、前上部液压加载装置56相连，试样前端下部依次与前下部加载板58、前下部液压加载装置57相连；试样后端上部依次与后上部加载板59、后上部液压加载装置53相连，试样后端下部依次与后下部加载板、后下部液压加载装置54相连；通过将侧向加载板设计成上下两块加载板，并通过8个液压伺服箱对其进行分别加载，这样便实现侧向加载板的上下分别加载。当进行常规三轴试验和真三轴试验时，将侧向的上下加载开关关闭，将上下的液压加载箱施加相同的压力，这样便实现了侧向上下加载板的同步加载；当进行直剪试验时，打开侧向的上下加载开关，然后固定上部加载盒，对左侧施加压力，进行应变加载。这样，该实验装置便能够进行真三轴试验和直剪试验两种类型试验，节约了试验成本。

压力控制装置4通过管路与三个方向的十个液压加载装置相连，控制压力加载；

温度控制装置3通过管路与恒温室30上部的连接口连接，上部连接口直接与恒温室侧壁的换热装置32连接，控制温度室内的温度；

气水供应及回收装置1包括天然气储存装置11和气-水容器13；天然气储存装置11依次通过气体增压装置9、气体缓冲装置8、气体流量控制装置12与试样上部加载板35相连；气-水容器13与试样下部加载板44相连，为试验装置提供气源；气-水容器13依次通过液体增压装置20、流体流量控制装置21与试样下部加载板44的试样下部透水网47相连，气-水容器13还与试样上部加载板35的试样上部透水网46相连，为试验装置提供水源；气体回收装置18与试样上部加载板35相连，试验完成后用于回收并测量试样可燃冰分解的气体，同时气体流量计17一端与气体回收装置相连，用于记录气体的回收量；试样上部透水网46设有超声波发射探头62，试样下部透水网47设有下超声波接收探头63，两者处于同一垂直线内，用于测量试样内的实时饱和度。

左侧上部加载板36、左侧下部加载板37、右侧上部加载板40、右侧下部加载板43、前上部加载板55、前下部加载板58、后上部加载板59、后下部加载板的截面为L型。更易与液压加载装置连接。

试样上部加载板35上设有上位移传感器51和上压力传感器52；试样下部加载板44上设有下压力传感器60、下位移传感器61。用于测量上下加载板加载时的应力大小和位移变化。

试样下部轴向支撑杆38与可选择性的加载装置底部轨道45固定。此设计的作用是方便在进行直剪试验时下部剪切盒的移动。

进一步的，外壳包括上顶板25和下底板49，二者通过左端立柱24和右端立柱27相连，左端立柱24和右端立柱27通过金属套筒23与上顶板固定。

恒温室为门式结构，恒温室底部通过恒温室固定装置48与恒温室底座50连接固定；恒温室还设有温度传感器29，测量恒温室温度以便随时调节恒温室温度。

天然气储存装置11与气体增压装置9之间设有第一截止阀10；气体流量控制装置12与试样上部加载板35之间设有第二截止阀16；气-水容器13与试样下部加载板44之间设有第八截止阀66；气-水容器13与液体增压装置20之间设有第三截止阀19；流体流量控制装置21与试样下部加载板44之间设有第四截止阀22；气-水容器13还与试样上部加载板35之间设有第七截止阀64；气体回收装置18与试样上部加载板35之间设有第五截止阀65；气体流量计17与试样上部加载板35之间设有第六截止阀15，当试验正在进行时，第六截止阀15保持关闭，而当试验结束时，打开第六截止阀15用于收集水合物分解所产生的甲烷气体。

水合物沉积物的多功能综合试验系统还包括信息处理系统5和信息处理器6，信息处理器6通过线路分别与上压力传感器52、下压力传感器60、上位移传感器51、下位移传感器61、温度传感器29、设于气-水容器上用于测量气-水容器内气压的气压计14、上超声波发射探头62、下超声波接收探头63、气体流量控制装置12、流体流量控制装置21、气体流量计17和设置于气体缓冲装置8上用于记录气体压强的气体压力传感器7相连；信息处理器6与信息处理系统5相连，用于数据收集与控制。

本实验装置工作原理是这样的：一、将一定量的天然气从试样下部通入，将足量的水从试样上部通入，水与天然气在低温高压下的土体孔隙中接触，形成没有游离气体的天然气水合物，天然气水合物存在于沉积物孔隙中，从而模拟海洋环境下形成天然气水合物沉积物的过程；二、利用天然气水合物沉积物的综合加载装置可以对低温高压下的天然气水合物沉积物试样进行真三轴压缩试验或直接剪切试验，获得不同应力路径下天然气水合物沉积物的变形与强度参数。

实施例2：

一种用实施例1中系统进行水合物沉积物的多功能综合试验的方法，包括以下步骤：

(1)制备特定孔隙度的纯砂

将烘干的纯砂放入压力盒内，通过在三个方向不断地加压，同时不断监测其孔隙度，当砂样孔隙度达到某一特定值时，停止加压，可得到立方体的纯砂试样。

(2)调整压力、温度

利用温度控制装置控制恒温室内的温度降到指定温度，利用压力控制装置对纯砂试样三个方向施加指定压力；

(3)制备特定饱和度的天然气水合物沉积物试样

关闭第二、五、六、八截止阀，开启第三、四、七截止阀，利用流体增压装置将水溶液试样上部注入立方体纯砂试样，同时打开第一、二、八截止阀，利用气体增压装置将甲烷气体从立方体试样下部通入，使得甲烷气体与水在孔隙中广泛接触，直到甲烷气体完全消耗。此过程中利用超声探测技术实时监测甲烷水合物饱和度。

(4)进行试验

1)常规三轴试验

当甲烷水合物合成完毕，测定试样内部初始饱和度。然后通过对前后左右的八块加载板和上下轴向加载板施加相同的压力进行等向固结，然后再次测定其内部饱和度；通过向前后左右上下加载板连接的加载箱中逐级注入液压油，使得其缓慢达到目标围压，然后对上下加载板施加位移进行加载，在该过程中记录上下加载板的相对位移以及加载应力变化。

2)真三轴压缩试验

当甲烷水合物合成完毕，测定试样内部初始饱和度。然后通过对前后左右的八块加载板和上下轴向加载板施加相同的压力进行等向固结，然后再次测定其内部饱和度；最后通过向左右两侧的上下加载板相连接的加载箱统一注入相同压力的液压油，并逐级增大，直至达到目标小主应力；同时，通过向前后两侧的上下加载板相连接的加载箱统一注入相同压力的液压油，并逐级增大，直至达到目标中主应力。然后对上下加载板施加位移加载，进行真三轴试验。在该过程中记录上下加载板的相对位移以及加载应力变化。

3)直接剪切试验

当甲烷水合物合成完毕，测定试样内部初始饱和度。然后通过对前后左右的八块加载板和上下轴向加载板施加相同的压力进行等向固结，然后再次测定其内部饱和度；最后进行直接剪切试验：通过将上下加载板固定，同时通过向前后左右的上部加载板相连接的液压加载箱注入压力相同的液压油，使得试样上部保持固定。之后，通过将前后两侧的下加载板固定，将右侧下加载板的伺服关掉，并通过对左侧的加载板进行直剪试验加载。在该过程中记录上下加载板的相对位移以及加载应力变化。

(5)分解甲烷水合物，收集气体

试验完成后，关闭试验机，打开第五、六截止阀，利用温度控制装置提升恒温室的温度，使天然气水合物分解，利用天然气回收装置收集天然气，并利用气体流量计记录天然气气体体积；

(6)收集、记录试验数据。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种水合物沉积物的多功能综合试验系统，其特征在于：包括气水供应及回收装置、综合实验装置、温度控制装置、压力控制装置；

其中，综合实验装置包括外壳和综合试验加载装置，外壳内设有恒温室；综合试验加载装置置于恒温室内，顶部通过传力柱与压力装置相连，压力装置与液压伺服装置相连；传立柱下端与试样上部轴向支撑杆相连，试样上部轴向支撑杆与试样上部加载板相连，试样上部加载板与立方体试样的顶部相连，立方体试样的底部通过试样下部加载板与试样下部轴向支撑杆相连，通过应变控制进行加载；试样左侧上部依次与左侧上部加载板、左侧上部液压加载装置相连，试样左侧下部依次与左侧下部加载板、左侧下部液压加载装置相连；试样右侧上部依次与右侧上部加载板、右侧上部液压加载装置相连，试样右侧下部依次与右侧下部加载板、右侧下部液压加载装置相连；试样前端上部依次与前上部加载板、前上部液压加载装置相连，试样前端下部依次与前下部加载板、前下部液压加载装置相连；试样后端上部依次与后上部加载板、后上部液压加载装置相连，试样后端下部依次与后下部加载板、后下部液压加载装置相连；

压力控制装置通过管路与三个方向的十个液压加载装置相连；

温度控制装置通过管路与恒温室上部的连接口连接，上部连接口直接与恒温室侧壁的换热装置连接；

气水供应及回收装置包括天然气储存装置和气-水容器；天然气储存装置依次通过气体增压装置、气体缓冲装置、气体流量控制装置与试样上部加载板相连；气-水容器与试样下部加载板相连；气-水容器依次通过液体增压装置、流体流量控制装置与试样下部加载板的试样下部透水网相连，气-水容器还与试样上部加载板的试样上部透水网相连；气体回收装置与试样上部加载板相连，同时气体流量计一端与气体回收装置相连；试样上部透水网设有超声波发射探头，试样下部透水网设有下超声波接收探头。

2.如权利要求1所述的一种水合物沉积物的多功能综合试验系统，其特征在于：左侧上部加载板、左侧下部加载板、右侧上部加载板、右侧下部加载板、前上部加载板、前下部加载板、后上部加载板、后下部加载板的截面为L型。

3.如权利要求1所述的一种水合物沉积物的多功能综合试验系统，其特征在于：试样上部加载板上设有上位移传感器和上压力传感器；试样下部加载板上设有下压力传感器、下位移传感器。

4.如权利要求1所述的一种水合物沉积物的多功能综合试验系统，其特征在于：试样下部轴向支撑杆与可选择性的加载装置底部轨道固定。

5.如权利要求1所述的一种水合物沉积物的多功能综合试验系统，其特征在于：外壳包括上顶板和下底板，二者通过左端立柱和右端立柱相连，左端立柱和右端立柱通过金属套筒与上顶板固定。

6.如权利要求1所述的一种水合物沉积物的多功能综合试验系统，其特征在于：恒温室为门式结构，恒温室底部通过恒温室固定装置与恒温室底座连接固定；恒温室还设有温度传感器。

7.如权利要求1所述的一种水合物沉积物的多功能综合试验系统，其特征在于：天然气储存装置与气体增压装置之间设有第一截止阀；气体流量控制装置与试样上部加载板之间设有第二截止阀；气-水容器与试样下部加载板之间设有第八截止阀；气-水容器与液体增压装置之间设有第三截止阀；流体流量控制装置与试样下部加载板之间设有第四截止阀；气-水容器还与试样上部加载板之间设有第七截止阀；气体回收装置与试样上部加载板之间设有第五截止阀；气体流量计与试样上部加载板之间设有第六截止阀。

8.如权利要求1所述的一种水合物沉积物的多功能综合试验系统，其特征在于：水合物沉积物的多功能综合试验系统还包括信息处理系统和信息处理器，信息处理器通过线路分别与上压力传感器、下压力传感器、上位移传感器、下位移传感器，温度传感器，设于气-水容器上的气压计，上超声波发射探头、下超声波接收探头，气体流量控制装置，流体流量控制装置，气体流量计和设置于气体缓冲装置的气体压力传感器相连；信息处理器与信息处理系统相连。

9.一种用权利要求1中的系统进行水合物沉积物的多功能综合试验的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)制备特定孔隙度的纯砂；

(2)调整压力、温度；

(3)制备特定饱和度的天然气水合物沉积物试样；

(4)进行常规三轴试验、真三轴压缩试验、直接剪切试验；

(5)分解甲烷水合物，收集气体；

(6)收集、记录试验数据。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤(3)具体为关闭第二、五、六、八截止阀，开启第三、四、七截止阀，利用流体增压装置将水溶液试样上部注入立方体纯砂试样，同时打开第一、二、八截止阀，利用气体增压装置将甲烷气体从立方体试样下部通入，使得甲烷气体与水在孔隙中广泛接触，直到甲烷气体完全消耗。

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