Methane hydrate formation under controlled pressure in the triaxial apparatus

Hossein Ghiassian, Jocelyn L.H. Grozic

In the proceedings of: GEO2010 Calgary: 63rd Canadian Geotechnical Conference & 6th Canadian Permafrost Conference

Session: T3-E

ABSTRACT: Laboratory studies on methane gas hydrate bearing soils require a specific testing environment, i.e. where gas temperature and pressure simultaneously meet minimum requirements for hydrate formation. Since the hydrate formation process consumes large amounts of gas volume, the gas supply must continuously feed the specimen during the formation process, while maintaining a constant gas pressure. Large pressure fluctuations occur as the gas is constantly being consumed for the hydrate formation; thus, high-pressure gas cylinders equipped with regulators are not able to maintain steady conditions. In order to overcome this deficiency, a gas system was developed for application to hydrate formation or other conventional triaxial apparatus that have been designed for high-pressure strength testing of soils. The details of the system and formulations for hydrate content determination are presented.

RÉSUMÉ: Les études en laboratoire des sols contenant des hydrates de méthane requièrent des environnements spécifiques de tests: la température et la pression des gaz doivent simultanément satisfaire les exigences minimums de la formation d'hydrates. Comme le processus de formation d'hydrates consomme de larges volumes de gaz, le spécimen doit continuellement être alimenté en gaz pendant la formation d'hydrates tout en maintenant une pression constante. Les bouteilles de gaz de haute pression équipées de régulateurs sont incapables de maintenir des conditions d'équilibre car d'importantes fluctuations de pression se produisent lors de la formation d'hydrates. Afin de surmonter ce problème, un système de gaz a été développé pour la formation d'hydrates et aussi appliqué à d'autres appareils classiques de tests triaxiaux conçus pour les tests de résistance des sols à la haute pression. Les détails de ce système et les équations pour la détermination de la quantité d'hydrates sont présentés. 1 INTRODUCTION

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