本發(fā)明公開了一種天然氣水合物的體積測(cè)量設(shè)備及方法，其中，天然氣水合物的體積測(cè)量設(shè)備包括測(cè)量艙、恒溫裝置、氣體吸收瓶、進(jìn)氣裝置及稱重裝置，連接管路設(shè)置有第一截?cái)嚅y，氣體吸收瓶?jī)?nèi)盛放有氯化鈣溶液；當(dāng)測(cè)量時(shí)，先關(guān)閉第一截?cái)嚅y，通過進(jìn)氣裝置向測(cè)量艙內(nèi)充入二氧化碳?xì)怏w，當(dāng)二氧化碳?xì)怏w充滿測(cè)量艙后，再打開第一截?cái)嚅y，通過進(jìn)氣裝置向測(cè)量艙內(nèi)充入惰性氣體，惰性氣體沿連接管路將二氧化碳?xì)怏w運(yùn)載至氣體吸收瓶?jī)?nèi)，二氧化碳?xì)怏w與氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣固體；稱重裝置用于稱量碳酸鈣固體的質(zhì)量。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠有效地解決現(xiàn)有技術(shù)無法在維持天然氣水合物樣品原狀的情況下，對(duì)天然氣水合物樣品的體積進(jìn)行精確測(cè)量的問題。

1.一種天然氣水合物的體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，包括：測(cè)量艙(10)，用于放置天然氣水合物樣品；恒溫裝置(20)，與所述測(cè)量艙(10)相配合以使所述測(cè)量艙(10)內(nèi)保持在預(yù)定溫度；氣體吸收瓶(30)，通過連接管路(40)與所述測(cè)量艙(10)連通，所述連接管路(40)上設(shè)置有第一截?cái)嚅y(101)，所述氣體吸收瓶(30)內(nèi)盛放有氯化鈣溶液，所述氯化鈣溶液的液面低于所述連接管路(40)與所述測(cè)量艙(10)連通的管口；進(jìn)氣裝置(50)，所述進(jìn)氣裝置(50)與所述測(cè)量艙(10)連通，當(dāng)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，先將所述第一截?cái)嚅y(101)關(guān)閉，通過所述進(jìn)氣裝置(50)向所述測(cè)量艙(10)內(nèi)充入二氧化碳?xì)怏w，當(dāng)所述二氧化碳?xì)怏w充滿所述測(cè)量艙(10)后，再將所述第一截?cái)嚅y(101)打開，通過所述進(jìn)氣裝置(50)向所述測(cè)量艙(10)內(nèi)充入惰性氣體，所述惰性氣體沿著所述連接管路(40)將所述二氧化碳?xì)怏w全部運(yùn)載至所述氣體吸收瓶(30)內(nèi)，所述二氧化碳?xì)怏w與所述氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣固體；稱重裝置，用于稱量所述碳酸鈣固體的質(zhì)量；還包括第一排氣管路(60)、二氧化碳探測(cè)儀(70)以及溫度計(jì)(80)，所述第一排氣管路(60)與所述測(cè)量艙(10)的頂部連通，所述第一排氣管路(60)上設(shè)置有第二截?cái)嚅y(102)，所述二氧化碳探測(cè)儀(70)的探測(cè)端和所述溫度計(jì)(80)的測(cè)溫端均伸入至所述測(cè)量艙(10)內(nèi)；所述進(jìn)氣裝置(50)包括用于充入二氧化碳?xì)怏w的第一進(jìn)氣管路(51)以及用于充入惰性氣體的第二進(jìn)氣管路(52)，所述第一進(jìn)氣管路(51)與所述測(cè)量艙(10)的底部連通，所述第二進(jìn)氣管路(52)與所述測(cè)量艙(10)的頂部連通，所述連接管路(40)的兩端分別與所述測(cè)量艙(10)的底部和所述氣體吸收瓶(30)的底部連通，所述第一進(jìn)氣管路(51)上設(shè)置有第三截?cái)嚅y(103)，所述第二進(jìn)氣管路(52)上設(shè)置有第四截?cái)嚅y(104)；還包括第二排氣管路(90)，所述第二排氣管路(90)與所述氣體吸收瓶(30)的頂部連通，所述第二排氣管路(90)上設(shè)置有第五截?cái)嚅y(105)，所述氯化鈣溶液充滿所述氣體吸收瓶(30)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物的體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述氯化鈣溶液為飽和氯化鈣溶液。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物的體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，還包括甲烷探測(cè)儀(100)，所述甲烷探測(cè)儀(100)的探測(cè)端伸入至所述測(cè)量艙(10)內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物的體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述測(cè)量艙(10)包括頂部開口的艙體(11)以及蓋設(shè)在所述艙體(11)上的密封蓋(12)，所述第一排氣管路(60)連接在所述密封蓋(12)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物的體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，所述預(yù)定溫度大于-56.6℃且小于-45℃。6.一種天然氣水合物的體積測(cè)量方法，使用權(quán)利要求1所述的一種天然氣水合物的體積測(cè)量設(shè)備，其特征在于，包括如下步驟：步驟10，通過操作恒溫裝置(20)使測(cè)量艙(10)內(nèi)的溫度保持在預(yù)定溫度，該預(yù)定溫度大于-56.6℃且小于-45℃，此時(shí)測(cè)量艙(10)處于空置狀態(tài)；步驟20，關(guān)閉連接管路(40)上的第一截?cái)嚅y(101)，通過進(jìn)氣裝置(50)向測(cè)量艙(10)內(nèi)充入二氧化碳?xì)怏w；步驟30，當(dāng)二氧化碳?xì)怏w充滿測(cè)量艙(10)后，打開第一截?cái)嚅y(101)，通過進(jìn)氣裝置(50)向測(cè)量艙(10)內(nèi)充入惰性氣體，惰性氣體沿著連接管路(40)將二氧化碳?xì)怏w運(yùn)載至氣體吸收瓶(30)內(nèi)，二氧化碳?xì)怏w與氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣固體；步驟40，當(dāng)二氧化碳?xì)怏w全部運(yùn)載至氣體吸收瓶(30)內(nèi)并反應(yīng)生成碳酸鈣固體后，通過稱重裝置稱量碳酸鈣固體，得到其質(zhì)量為M₁；步驟50，更換氣體吸收瓶(30)內(nèi)的氯化鈣溶液或?qū)⒘硪粋€(gè)盛放有氯化鈣溶液的氣體吸收瓶(30)與測(cè)量艙(10)連接，將液氮中取出的天然氣水合物樣品放置于測(cè)量艙(10)中，重復(fù)步驟20至步驟40，此次稱量得到碳酸鈣固體的質(zhì)量為M₂；步驟60，在壓力和溫度恒定的情況下，碳酸鈣固體的質(zhì)量和測(cè)量艙(10)內(nèi)二氧化碳?xì)怏w的體積成正比，測(cè)量艙(10)的容積為V， 故天然氣水合物樣品的體積。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天然氣水合物的體積測(cè)量方法，其特征在于，進(jìn)氣裝置(50)包括用于充入二氧化碳?xì)怏w的第一進(jìn)氣管路(51)以及用于充入惰性氣體的第二進(jìn)氣管路(52)，第一進(jìn)氣管路(51)上設(shè)置有第三截?cái)嚅y(103)，第二進(jìn)氣管路(52)上設(shè)置有第四截?cái)嚅y(104)；在步驟10和步驟20之間還包括：步驟11，打開測(cè)量艙(10)的密封蓋(12)，在測(cè)量艙(10)底部鋪上一層錫箔紙，將密封蓋(12)關(guān)閉；步驟20還包括：關(guān)閉第一截?cái)嚅y(101)和第四截?cái)嚅y(104)，打開第三截?cái)嚅y(103)和第一排氣管路(60)上的第二截?cái)嚅y(102)，通過第一進(jìn)氣管路(51)向測(cè)量艙(10)內(nèi)充入二氧化碳?xì)怏w，二氧化碳?xì)怏w的密度大于空氣的密度，測(cè)量艙(10)內(nèi)的空氣通過第一排氣管路(60)向上排出；步驟30還包括：當(dāng)二氧化碳探測(cè)儀(70)和溫度計(jì)(80)的讀數(shù)保持恒定時(shí)，可認(rèn)為二氧化碳?xì)怏w已充滿測(cè)量艙(10)，此時(shí)，先關(guān)閉第三截?cái)嚅y(103)，使測(cè)量艙(10)內(nèi)壓力與大氣壓相等，再關(guān)閉第二截?cái)嚅y(102)，打開第一截?cái)嚅y(101)、第四截?cái)嚅y(104)以及第二排氣管路(90)上的第五截?cái)嚅y(105)，通過第二進(jìn)氣管路(52)向測(cè)量艙(10)內(nèi)充入惰性氣體，惰性氣體的密度小于二氧化碳?xì)怏w的密度，惰性氣體沿著連接管路(40)將二氧化碳?xì)怏w運(yùn)載至氣體吸收瓶(30)內(nèi)，二氧化碳?xì)怏w與氯化鈣溶液反應(yīng)生成碳酸鈣固體，進(jìn)入氣體吸收瓶(30)的惰性氣體從第二排氣管路(90)向上排出；步驟40還包括：當(dāng)二氧化碳探測(cè)儀(70)讀數(shù)為零時(shí)，可認(rèn)為測(cè)量艙(10)內(nèi)二氧化碳?xì)怏w已全部被運(yùn)載至氣體吸收瓶(30)內(nèi)并反應(yīng)生成碳酸鈣固體，此時(shí)，關(guān)閉第一截?cái)嚅y(101)、第四截?cái)嚅y(104)以及第五截?cái)嚅y(105)，收集氣體吸收瓶(30)內(nèi)的碳酸鈣固體，通過稱重裝置稱量碳酸鈣固體，得到其質(zhì)量為M₁；步驟50還包括：打開測(cè)量艙(10)的密封蓋(12)，將液氮中取出的天然氣水合物樣品放置于測(cè)量艙(10)底部的錫箔紙上，將密封蓋(12)關(guān)閉，重復(fù)步驟20至步驟40，此次稱量得到碳酸鈣固體的質(zhì)量為M₂；在步驟50和步驟60之間還包括：步驟51，打開密封蓋(12)，用錫箔紙將天然氣水合物樣品包裹好取出，并放入液氮中保存。