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龙图腾网获悉中国科学院广州能源研究所申请的专利水合物的二氧化碳泡沫压裂与置换开采实验装置及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：CN121740632B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-01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：202610243078.9，技术领域涉及：G01N3/12；该发明授权水合物的二氧化碳泡沫压裂与置换开采实验装置及方法是由李栋梁;马坤林;卢静生;臧小亚;何勇;梁德青设计研发完成，并于2026-03-02向国家知识产权局提交的专利申请。

本水合物的二氧化碳泡沫压裂与置换开采实验装置及方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种水合物的二氧化碳泡沫压裂与置换开采实验装置及方法，其中装置包括压裂反应釜腔体模块、泡沫制备与注入模块、气体供给模块、应力加载模块、回压与产出计量模块、温度控制模块以及数据采集模块；压裂反应釜腔体模块设置于温度控制模块形成的低温环境中；泡沫制备与注入模块、气体供给模块、回压与产出计量模块分别通过管路和阀门与压裂反应釜腔体模块的流体通道相互连通；应力加载模块连接压裂反应釜腔体模块的轴向两端的加载端面，对试样两端同步施加并维持恒定的闭合应力；数据采集模块同步采集压裂过程中的压力、温度、位移、流量及图像信息。通过以上设置，能够集二氧化碳泡沫可控压裂、裂缝动态观测与置换效果评价于一体。

本发明授权水合物的二氧化碳泡沫压裂与置换开采实验装置及方法在权利要求书中公布了：1.一种水合物的二氧化碳泡沫压裂与置换开采实验装置，其特征在于，包括压裂反应釜腔体模块、泡沫制备与注入模块、气体供给模块、应力加载模块、回压与产出计量模块、温度控制模块以及数据采集模块； 所述压裂反应釜腔体模块设置于所述温度控制模块形成的低温环境中，构成水合物原位合成与压裂改造的核心反应空间； 所述压裂反应釜腔体模块用于容纳并约束水合物沉积物试样，在低温高压条件下为水合物原位合成与压裂改造提供封闭反应空间；所述压裂反应釜腔体模块包括釜体组件、端盖组件、蓝宝石筒体、第一加载板以及第二加载板；所述釜体组件由上釜体与下釜体构成承压主体，所述端盖组件包括上釜盖和下釜盖，所述上釜盖和下釜盖分别与上釜体和下釜体密封连接；所述蓝宝石筒体设置于所述上釜体和下釜体之间的观测区域，用于实现裂缝扩展全过程的可视化观测；所述第一加载板与第二加载板沿试样轴向相对布置，分别滑动配合在所述上釜体与下釜体内；所述第一加载板、上釜体以及上釜盖共同围合形成上部密封腔，所述第二加载板、下釜体以及下釜盖共同围合形成下部密封腔，所述上部密封腔与下部密封腔分别与应力加载模块的液压回路连通，用于传递轴向闭合应力； 所述泡沫制备与注入模块、所述气体供给模块、所述回压与产出计量模块分别通过管路和阀门与所述压裂反应釜腔体模块的流体通道相互连通，实现压裂介质注入、气体供给与产出物计量的全流程控制； 所述泡沫制备与注入模块用于在受控条件下将二氧化碳气体与液相介质混合形成二氧化碳泡沫，并将二氧化碳泡沫注入压裂反应釜腔体模块内；所述泡沫制备与注入模块包括二氧化碳气瓶、至少两个串联设置的活塞容器、平流泵、泡沫发生器和加砂装置； 所述二氧化碳气瓶经减压阀与质量流量控制器后与所述泡沫发生器的气体入口连通，用于为泡沫制备及后续实验过程提供二氧化碳； 所述活塞容器内部设有活塞板，所述活塞板将所述活塞容器的内部空间分隔为上腔和下腔，其中所述下腔与所述平流泵连通，所述上腔与所述泡沫发生器连通，且所述上腔与所述压裂反应釜腔体模块的注入通道连通，所述上腔用于存放泡沫基液或制备得到的泡沫；所述活塞板往复运动，使泡沫基液在受控流量条件下与二氧化碳气体实现定量混合，并通过分步补气与压力递增的方式完成泡沫生成与加压输送，从而获得稳定的二氧化碳泡沫并实现向所述压裂反应釜腔体模块的注入； 所述加砂装置设置于所述泡沫发生器出口与所述压裂反应釜腔体模块注入通道之间，用于将支撑剂与二氧化碳泡沫混合后注入试样； 所述应力加载模块连接所述压裂反应釜腔体模块的轴向两端的加载端面，用于对试样两端同步施加并维持恒定的闭合应力，以模拟水合物储层开采过程中裂缝所受的地层闭合应力； 所述数据采集模块用于同步采集压裂过程中的压力、温度、位移、流量及图像信息； 所述数据采集模块包括第五压力传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、位移传感器以及照明摄像组件；所述第五压力传感器设置在所述压裂反应釜腔体模块与所述泡沫制备与注入模块和气体供给模块之间接通的接口处；所述第二温度传感器和第三温度传感器分别设置在所述上釜体和下釜体内；所述位移传感器设置在所述第一加载板或第二加载板上；所述照明摄像组件分布在所述蓝宝石筒体的四周，且所述照明摄像组件的摄像端照相所述蓝宝石筒体。

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