天然气水合物是一种能源矿藏,具有清洁无污染储能密度高储量大的优点,能够有效缓解全球范围内的能源短缺危机和环境污染问题。在对天然气水合物进行商业开采之前,我们需要在实验室研究天然气水合物的多种物性参数及其影响因素,其中饱和度对其他物性参数的影响尤为重要,以免造成水合物开采过程中因饱和度降低造成力学强度下降,引起事故。目前实验室采用的传统甲烷水合物合成方法所能达到的饱和度较低,我们需要研究一种高效易行的提高水合物饱和度的合成方法。本文主要以高饱和度甲烷水合物生成方法为研究对象,并辅助以CT扫描甲烷水合物生长过程,旨在通过温度压力控制的方法,力图在实验室制取高饱和度甲烷水合物为其后续参数测试提供材料。本文认为通过温度压力参数路径控制的方法可以得到适合力学强度测试的高饱和度的甲烷水合物,通过对甲烷水合物生成反应釜的设计及对其外围辅助设备进行改造可以得到一套适合观察反应釜内甲烷水合物生成情况的CT扫描装置。高饱和度水合物生成试验的实验结果显示,我们使用控制温度压力路径的方法制取的甲烷水合物的饱和度是接近理论最大值的,并且我们可以控制所制取的甲烷水合物在从反应釜取出的过程中避免分解,提高了力学测试时的饱和度。本文在研究应用CT扫描水合物生成过程时,将CT成像技术与多种成像技术进行优势对比,得出在水合物研究领域应用CT技术的具体细节,适用于观察研究甲烷气水合物的生成生长情况。本文在CT反应釜设计过程中,采用了铝合金材料制造反应釜釜体与配套的温度控制器件,有效解决了重金属影响成像质量的问题,且对水合物CT机扫描方式进行改造,以适应水合物生成需要。综上,本文研究了高饱和度甲烷水合物制备方法并结合水合物生成生长过程CT成像技术,设计了一套可以应用于CT机图像扫描的水合物反应釜。