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本发明公开了一种天然气水合物纳米促进剂，所述纳米促进剂以聚合物纳米球为载体，亲水性活性基团以共价键包覆于纳米球载体表面，所述聚合物为烯酸酯类单体-苯乙烯聚合物或者烯酸酯类单体-丙烯酰胺聚合物，所述亲水性活性基团为-SO3-和-COO-。本发明还提供了上述纳米促进剂的制备方法。针对现有的天然气水合物纳米促进剂导致生产的水合物结构松散的上述问题，本发明通过种子无皂乳液聚合制备了以聚合物纳米球为载体、多种亲水性活性基团以共价键固载于聚合物纳米球表面的新型纳米促进剂，并通过调控纳米球表面活性基团的种类和复配关系进而实现天然气水合物的快速生成及高致密度。

本发明属于水合物储存与分解技术领域，涉及一种天然气水合物储存与分解一体化装置，水合物储罐顶部设有多个水合物颗粒注入点，每个注入点均能通过水合物注入管道与地面的水合物罐车连接，以达到水合物颗粒在水合物储罐中均匀分布的目的，在夏季将天然气以水合物的形式储存，在冬季加热分解释放储存的天然气；具有以下优势：(1)能够实现天然气水合物的储存与分解一体化；(2)充分利用地下恒温层的保温作用对天然气水合物进行保温，能够减少冷量的使用，降低储存成本；(3)借助开采的地热对水合物进行分解，实现能源高效利用和转化，具有节能减排的功效；(4)制冷循环和提取地热过程为闭式循环，提高了工作介质的利用率，避免了管道的腐蚀。

本发明属于水合物制备技术领域，具体涉及一种活性炭固载天然气水合物连续反应装置，主体结构包括搅拌单元、供液单元、降温单元、一级反应单元、二级反应单元、固液分离单元、水合物收集单元和供气单元，依靠微纳尺度限域空间内天然气水合物的特定动力学行为制备天然气水合物，将具有多孔特性和丰富的比表面积的活性炭作为载体，对活性炭进行预吸附水，以增加气液接触面积，螺杆泵反应釜和双绞笼反应釜的两级反应，提高了天然气水合物的转化率，固液分离单元和可移动更换的水合物收集单元实现了天然气水合物的连续反应；其结构简单，通过降温单元产生的冰晶和螺杆泵反应釜的快速升压能力，加速了天然气水合物的连续反应。

一种制备均匀水合物储层样品的系统及方法，所述系统包括微纳米气泡溶液制备单元、水合物储层样品生成单元、数据采集与监测单元、供气单元；其制备方法是通过制备微纳米气泡溶液加压输出至填砂管中，驱替填砂管中土样中的水后，调控填砂管内的温度至设定值，在填砂管内生成水合物，实时测量反应釜内温度和压力变化，待温度和压力值稳定后，结束反应。本发明采用上述技术方案，利用微纳米气泡的传质效率高且存在较高内压，相较于溶于水中的气体，气泡能优先成为水合物的成核位点，加快水合物生成，可以有效减少铠甲效应。可削弱传热过程中温度梯度和导热系数变化对水合物生成的不利影响，最终获得水合物分布均匀的含水合物细粒沉积物样品。

本发明公开了一种天然气水合物合成、分解和抑制模拟装置及方法，装置包括反应釜、第一压力检测件、抽真空机构、注气机构、温度控制机构及称重搅拌机构，所述称重搅拌机构包括转动件、伸缩件、搅拌叶、扭矩检测件、筛板及重量检测件。本发明提出的技术方案的有益效果是：通过扭矩检测件持续检测搅拌叶转动时所受到的扭矩力的大小，当搅拌叶转动时所受到的扭矩力增加量大于预设值时，表明反应釜内有天然气水合物形成，则通过伸缩件带动筛板从反应釜内的底端向顶端移动，通过重量检测件检测筛板上的天然气水合物的重量并记录，从而通过本装置可准确获取反应过程中水合物的重量随时间的变化关系，有利于定量研究天然气水合物的形成过程及机理。

本发明公开了一种用于沉积层中水合物驱替形成各向异性研究的研究装置及方法，其包括用于控制研究装置运行的控制中心，其中，研究装置还包括一盘式反应釜，盘式反应釜内布置有多个传感器，盘式反应釜通过对应管路分别与第一平流泵、第二平流泵相连通，第一平流泵通过相应管路与存储罐相连通，第二平流泵选择性与第一气瓶、存储罐相连通；通过存储罐将气体、液体或气液混合物导入盘式反应釜内进行分析。通过相关传感器监测水合物反应过程中相应的变化，从而确定水合物诱导期、生成速率、饱和度以及水合物的各向异性分布状况，得到各个反应腔在轴向、径向和切向水合物反应分布和饱和度，以及水合物在沉积物中各向异性分布情况。