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龙图腾网获悉大连理工大学;中国科学院武汉岩土力学研究所申请的专利一种利用导热系数反演沉积物内水合物饱和度的方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116519739B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-11发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310479509.8，技术领域涉及：G01N25/20；该发明授权一种利用导热系数反演沉积物内水合物饱和度的方法是由孙翔;程凡宝;宋永臣;李洋辉;吴鹏;陈之祥;刘卫国设计研发完成，并于2023-04-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种利用导热系数反演沉积物内水合物饱和度的方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种利用导热系数反演沉积物内水合物饱和度的方法，包括制作含水合物沉积物试样，通过测温‑加热探针和多组温度‑压力传感器探头、恒流稳压输出设备确定加热过程的时间和沉积物升高的温度，然后计算获得沉积物内水合物状态，最后利用水合物饱和度反演公式计算沉积物内原位水合物的饱和度。本发明利用水合物导热系数计算时考虑水合物分解相变潜热的影响的特点，将沉积物内水合物饱和度引入导热系数计算，利用混合物理论得到的导热系数和热线法测得的导热系数等效的原理，反演获得沉积物内原位水合物饱和度分布。该方法基于热学原理实现了含相变的水合物沉积物内饱和度分布的反演计算，为沉积物内水合物饱和度的计算提供便利。

本发明授权一种利用导热系数反演沉积物内水合物饱和度的方法在权利要求书中公布了：1.一种利用导热系数反演沉积物内水合物饱和度的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1将干沉积物平均分n次装入反应釜并每次击实m次直至填满圆柱体反应釜，利用称重法获得此时沉积物的孔隙体积和孔隙度； 2取和步骤1同样重量的干沉积物和水混合，所用水的体积按照预设的初始水饱和度乘以由步骤1得到的孔隙体积获得，然后将混合物按照步骤1的填装方式填入圆柱体反应釜内获得试样；多组温度-压力传感器探头被插入试样中，每一对温度-压力传感器探头为一组，用于监测所处位置的温度压力变化，多组温度-压力传感器探头在试样径向和轴向上均匀分布；测温-加热探针沿着试样顶面的轴心插入，贯穿整个试样； 3将反应釜降温至设定温度并静置不低于12h，然后向反应釜内充注可生成水合物的气体至气体水合物相平衡压力以上； 4将多组温度-压力传感器探头与数显设备相连接，待反应釜内压力下降、温度上升时认为水合物生成，待压力在12小时内下降不高于0.01kPa时认为水合物生成结束，即获得含水合物的沉积物试样； 5将恒定的电流I和电压U输出到测温-加热探针上使其温度升高，实时记录测温-加热探针温度T和温度-压力传感器探头测得的压力P和温度T随时间的变化；待试样温度达到稳定后关闭电流电压输出设备； 1利用式1、2计算试样各测点处水合物状态 Δp＝p-ea1 a＝-1.94138504464560×105+3.31018213397926×103*T+Td-2.25540264493806×101*T+Td2+7.67559117787059×10-2*T+Td3-1.30465829788791×10-4*T+Td4+8.86065316687571×10-8*T+Td52 式中，p和T是试样内各温度-压力传感器探头测得的各测点压力和温度；Td是与沉积物内的盐度有关参数，当海水盐度为3.5％时Td取为0.98K； 通过Δp判断沉积物内水合物的状态，当测点处的Δp0时，此处的水合物仍然处于稳定状态，没有分解；当测点处的Δp＝0时，此处的水合物正在分解过程中；当测点处的Δp0时，此处的水合物已经不存在，被完全分解； 2结合计算得到的水合物状态，按照如下方法处理获得水合物饱和度分布； a加热升温开始前，测点处的Δp0；加热开始后Δp逐渐减小，捕捉各测点Δp＝0对应的时刻t1和时刻t1的测温-加热探针的温度；继续加热，直至Δp0，记录时刻t2和时刻t2的测温-加热探针的温度，此时含水合物沉积物的温度压力低于水合物相平衡，水合物完全分解，利用公式3计算各测点的沉积物导热系数即热线法； 式中，l是测温-加热探针的长度，I是电流强度，A；U是输出电压，V；π为圆周率；T1和T2分别时刻t1与t2所对应的测温-加热探针的温度，K；L为水合物分解吸收的热量，kJkg；ρh是气体水合物的密度，是一个已知的定值，kgm3； b利用式4计算t2时刻沉积物等效导热系数； 式中，λs是沉积物颗粒的导热系数，由沉积物颗粒的成分决定，是一个已知量，Wmk；λw和λg分别是水和气体的导热系数，也是已知量，Wmk； 根据水合物的水合反应方程式：NHH2O+CH4＝CH4·NHH2O5 式中，NH是水合数，取定值； 在t2时刻，水合物完全分解为气体和水，假设沉积物内原有的水合物饱和度为sh0，那么其完全分解后产生的气体和水的饱和度分别如下式6和7计算得到 式中，ρw是水的密度，kgm3；气体密度由计算得到，kgm3；Mw是水的摩尔质量分数，gmol；Mh是水合物的摩尔质量分数，gmol；Mg是甲烷气体的摩尔质量分数，gmol； 所以式4计算得到t2时刻沉积物内水合物分解完成时体系的导热系数如下所示： 式中，孔隙度初始水饱和度sw0都在制取水合物试样时获得； c联立式3和8，计算得到所有测点处的水合物饱和度，即得到沉积物内所有水合物饱和度分布；

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