>[0058]當然,以上說明僅僅為本發(fā)明的較佳實施例,本發(fā)明并不限于列舉上述實施例,應當說明的是,任何熟悉本領域的技術人員在本說明書的教導下,所做出的所有等同替代、明顯變形形式,均落在本說明書的實質(zhì)范圍之內(nèi),理應受到本發(fā)明的保護。
【主權(quán)項】
1.一種用于沉積層中水合物驅(qū)替形成各向異性研究的研究裝置,其包括用于控制研究裝置運行的控制中心,其特征在于,研究裝置還包括一盤式反應釜,盤式反應釜內(nèi)布置有多個傳感器,盤式反應釜通過對應管路分別與第一平流栗、第二平流栗相連通,第一平流栗通過相應管路與存儲罐相連通,第二平流栗選擇性與第一氣瓶、存儲罐相連通;通過存儲罐將氣體、液體或氣液混合物導入盤式反應釜內(nèi)進行分析。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研究裝置,其特征在于,上述第一平流栗通過第一管路與存儲罐下部相連通,第一平流栗通過第二管路與盤式反應釜的總進管相連通,第一管路與第二管路之間設置有第一連接管路; 盤式反應釜上的多個分支出管均與一總出管相連通,總出管與第二平流栗相連通,第二平流栗通過第三管路與儲存瓶上部相連通,總出管與第三管路之間設置有第二連接管路,第三管路連接有第四管路,第四管路與第一氣瓶相連通,第四管路與第一管路之間設置有第三連接管路,第三管路上設置有第五管路,第五管路與第二氣瓶相連通; 第一管路在近第一平流栗端設置有第一閥門,在近存儲罐端設置有第二閥門;第二管路在近第一平流栗端設置有第三閥門,在近總進管端設置有第四閥門;第一連接管在近第一閥門端設置有第五閥門,第一連接管在近第三閥門端設置有第六閥門; 總出管在近第二平流栗端設置有第七閥門,第三管路在近第二平流栗端設置有第八閥門;第二連接管在近第七閥門端設置有第九閥門,第二連接管在近第八閥門端設置有第十閥門;第三管路在近存儲罐端設置有第十一閥門,第五管路與第三管路連接處設置有備壓閥門,第五管路在近第二氣瓶端設置有第一減壓穩(wěn)壓閥門;第三連接管路下方的第四管路上設置有第十二閥門,第三連接管路上設置有第十三閥門; 第四管路在近第一氣瓶端設置有氣體流量計,氣體流量計一側(cè)的第四管路上設置有第二減壓穩(wěn)壓閥,氣體流量計另一側(cè)的第四管路上設置有單向閥。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研究裝置,其特征在于,上述盤式反應釜的底部設置有多個排污管,每個排污管上均設置有排污閥門。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研究裝置,其特征在于,上述第一管路在存儲罐底部處設置有第一排出管,第一排出管上設置有第一排出閥門;第十一閥門與第十二閥門之間的第三管路上設置有第二排出管,第二排出管上設置第二排出閥門;總出管上設置有第三排出管,第三排出管上設置有第三排出閥門。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研究裝置,其特征在于,上述盤式反應釜包括釜體,總進管設置在釜體中部,釜體配置有一釜蓋,釜蓋與釜體為卡箍式結(jié)構(gòu),釜蓋與釜體形成反應室,反應室通過隔板形成多個反應腔,總進管與每個反應腔的對應處設置有一個進口,每個反應腔的側(cè)壁上設置有一個出口,每個出口配置有一個分支出管,每個分支出管與總出管的連接處均設置有控制閥;每個反應腔內(nèi)配置有一組時域反射探針、一組溫度傳感器、一組壓力傳感器、一組聲學換能器與一組鉑電極;時域反射探針、溫度傳感器、壓力傳感器、聲學換能器、鉑電極均與控制中心通信連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研究裝置,其特征在于,上述一組時域反射探針包括兩個時域反射探針,時域反射探針安裝在對應反應腔之豎向中間位置的一個平面上,時域反射探針以釜體中心徑向輻射均勻地安裝;一組聲學換能器包括兩套聲學換能器,兩套聲學換能器分別處于位于對應反應腔之徑向1/3、2/3位置處;一組鉑電極包括兩對鉑電極,兩對鉑電極分別處于位于對應反應腔徑向1/3、2/3位置處;一組溫度傳感器包括三個溫度傳感器,一組壓力傳感器包括三個壓力傳感器,一個溫度傳感器與一個壓力傳感器形成一個測量單元,三個測量單元均勻布置在對應的進口處、出口處以及進口與出口之間的反應腔;時域反射探針均與TDR采集轉(zhuǎn)換器通信連接,聲學換能器均與聲學采集轉(zhuǎn)換器通信連接,鉑電極均與阻抗采集轉(zhuǎn)換器通信連接,測量單元、TDR采集轉(zhuǎn)換器、聲學采集轉(zhuǎn)換器、阻抗采集轉(zhuǎn)換器均通過數(shù)據(jù)采集儀與控制中心通信連接。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研究裝置,其特征在于,上述盤式反應釜配置有第一恒溫水浴設備,存儲罐配置有第二恒溫水浴設備;在每個反應腔的進口處、出口處之間設置有第一壓差計,在總進管與總出管之間設置有第二壓差計,第一壓差計與第二壓差計上均配置有電磁閥;進口、出口上均設置有濾塞。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的研究裝置,其特征在于,上述盤式反應釜內(nèi)均勻布置有六個反應腔,每個隔板與釜體對應處設置有用于插入隔板的插槽,插槽通過密封處理。9.一種使用如權(quán)利要求1所述研究裝置的方法,其包括以下步驟: A、打開存儲罐頂部的快插頭,將存儲罐裝滿蒸餾水,打開第一閥門、第二閥門、第三閥門與第四閥門,將存儲罐的蒸餾水通過第一平流栗送入盤式反應釜中的總進管,然后通過進口進入盤式反應爸內(nèi)的對應反應腔內(nèi),待反應腔充滿蒸饋水后,蒸饋水通過分支出管排出,匯集到總出管,此時分支出管上的控制閥處于打開狀態(tài),打開第七閥門、第八閥門、第十一閥門,經(jīng)第二平流栗送入存儲罐,此時第二排出閥門處于開啟狀態(tài),第十二閥門處于關閉狀態(tài),使整個系統(tǒng)充滿蒸餾水,將整個系統(tǒng)中的空氣通過第二排出閥門排出,消除空氣對水合物反應過程的影響; B、關閉第一平流栗與第二平流栗,關閉第二排出閥門、第十一閥門、第二閥門,再次打開存儲罐頂部的快插頭,將存儲罐再次裝滿蒸餾水,打開第十二閥門,開啟存儲有二氧化碳的第一氣瓶,通過第二減壓穩(wěn)壓閥,設置壓力為2MPa,氣體會通過氣體流量計經(jīng)單向閥進入存儲罐,此時打開第一排出閥門,在壓力的作用下將存儲罐中的一部分蒸餾水排出,為反應氣體二氧化碳留出存儲空間,以保證整個系統(tǒng)中不會有空氣進入,待排出一定體積蒸餾水后,關閉第一排出閥門;重新設置第二減壓穩(wěn)壓閥,通過第一氣瓶向存儲罐中充入二氧化碳,待第二減壓穩(wěn)壓閥的指針穩(wěn)定后,關閉第二減壓穩(wěn)壓閥及第十二閥門;此時打開第二恒溫水浴,使得存儲罐中的二氧化碳和水在恒定的溫度下進行溶解飽和;通過氣體流量計和由第一排出閥門排出的水量得到本次充入存儲罐中的二氧化碳的氣體量; C、待到步驟B中的二氧化碳在蒸餾水中溶解飽和后,打開第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第七閥門、第八閥門、第十一閥門,關閉第十二閥門,啟動第一平流栗、第二平流栗,并開啟第一恒溫水浴,開始動態(tài)循環(huán)狀態(tài)下的二氧化碳水合物反應,通過時域反射探針、溫度傳感器、壓力傳感器、聲學換能器、鉑電極、第一壓差計與第二壓差計監(jiān)測水合物反應過程中聲學、TDR、電學信號以及溫度、壓力和壓差的變化,從而確定水合物誘導期、生成速率、飽和度以及水合物的各向異性分布狀況。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,上述方法還包括: D、待水合物反應結(jié)束后,采用蒸餾水進行滲透率的測量; 首先關閉第十一閥門、第二閥門,使得盤式反應釜成為一個封閉系統(tǒng),保證該封閉系統(tǒng)中的參數(shù)不變,然后緩慢打開第三排出閥門,緩慢地排出一部分二氧化碳飽和液使得盤式反應釜內(nèi)壓力略高于相應溫度下二氧化碳水合物的平衡壓力,且保證盤式反應釜內(nèi)溫度維持不變或者變化非常小,防止生成的二氧化碳水合物分解;然后將存儲罐中的混合液更換為蒸餾水,更換完畢后,打開第二氣瓶,設置第一減壓穩(wěn)壓閥、第一平流栗、第二平流栗與備壓閥門的壓力相同且都等于盤式反應釜中的壓力,以保證盤式反應釜中的二氧化碳水合物不會發(fā)生分解; 同時,設置第一平流栗、第二平流栗的流速相同,然后打開第十一閥門、第二閥門,啟動第一平流栗、第二平流栗,開始滲透率的測量; 待第一平流栗、第二平流栗蒸餾水流量穩(wěn)定,記錄各個反應腔的分支進出管之間、總進管之間差壓計的壓差,然后利用達西定律和上述步驟C中計算得到的各個反應腔中水合物飽和度、盤式反應釜中總的水合物飽和度,進而計算各個反應腔和盤式反應釜中總的含水合物沉積物的滲透率。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于沉積層中水合物驅(qū)替形成各向異性研究的研究裝置及方法,其包括用于控制研究裝置運行的控制中心,其中,研究裝置還包括一盤式反應釜,盤式反應釜內(nèi)布置有多個傳感器,盤式反應釜通過對應管路分別與第一平流泵、第二平流泵相連通,第一平流泵通過相應管路與存儲罐相連通,第二平流泵選擇性與第一氣瓶、存儲罐相連通;通過存儲罐將氣體、液體或氣液混合物導入盤式反應釜內(nèi)進行分析。通過相關傳感器監(jiān)測水合物反應過程中相應的變化,從而確定水合物誘導期、生成速率、飽和度以及水合物的各向異性分布狀況,得到各個反應腔在軸向、徑向和切向水合物反應分布和飽和度,以及水合物在沉積物中各向異性分布情況。
【IPC分類】G01N33/24
【公開號】CN105116131
【申請?zhí)枴緾N201510565869
【發(fā)明人】孫始財, 孔亞運, 張勇
【申請人】山東科技大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月8日