海底天然气水合物岩芯原位保压CT反应釜装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海底天然气水合物岩芯原位保压CT反应釜装置，属于天然气水合物无损检测、反应仪器技术领域，包括反应装置和稳定装置，反应装置包括进给端球阀、反应釜端球阀、进给反应釜、步进电机导轨衬套、耐压反应釜和半导体制冷底座，稳定装置包括氮气气瓶、气体ISCO泵、中间容器、水浴箱、水槽、液体ISCO泵；本发明专利技术既可以减少水合物岩芯分解，又能保证成像质量，且耐高压，有效解决了旧式扫描方式的缺陷。

CT reactor reactor for in-situ pressure preservation of submarine gas hydrate cores

The invention discloses an in-situ pressure-retaining CT reactor device for seabed natural gas hydrate core, belonging to the technical field of non-destructive testing of natural gas hydrate and reaction instruments, including a reaction device and a stabilizing device. The reaction device comprises a feed end ball valve, a reaction kettle end ball valve, a feed reaction kettle, a step motor guide rail bush, and a pressure-resisting counter-pressure device. The stabilizing device comprises a nitrogen cylinder, a gas ISCO pump, an intermediate container, a water bath, a water tank and a liquid ISCO pump; the invention can not only reduce the decomposition of the hydrate core, but also ensure the imaging quality and high pressure resistance, and effectively solves the defects of the old scanning method.

【技术实现步骤摘要】
海底天然气水合物岩芯原位保压CT反应釜装置
本专利技术涉及天然气水合物无损检测、反应仪器
，具体涉及海底天然气水合物岩芯原位保压CT反应釜装置。
技术介绍
目前研究水合物沉积物水合物分布研究装备中，模拟海底天然气水合物储层温度压力特性情况，有较多的问题存在，比如：旧式CT岩芯检测系统受金属套筒影响，成像质量下降，透射不清晰有重影；旧式岩芯CT扫描系统采用旋转岩芯套筒，放射源固定的扫描方式，而当岩芯套筒圆柱体表面不均匀时，会使CT扫描结果有虚影，无法得到精确地扫描图像；现有的岩芯检测设备大多存在样品转移过程中水合物岩芯失压分解的缺陷。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种既可以减少水合物岩芯分解，又能保证成像质量的海底天然气水合物岩芯原位保压CT反应釜装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种海底天然气水合物岩芯原位保压CT反应釜装置，包括反应装置，反应装置包括：进给端球阀、反应釜端球阀、进给反应釜、步进电机导轨衬套、耐压反应釜和半导体制冷底座，所述反应装置左右对称；步进电机导轨衬套位于反应装置内部，其连接在步进电机导轨的一侧，所述步进电机导轨上安装有步进电机，且步进电机可以在步进电机导轨上做上下运动；进给端球阀位于步进电机导轨衬套上方，且卡接在进给反应釜的内壁之间；所述耐压反应釜上下端均通过垫片B连接有样品位置固定衬套，反应釜端球阀位于耐压反应釜上端的样品位置固定衬套上方；耐压反应釜下端的样品位置固定衬套连接有半导体制冷底座，耐压反应釜由PEEK材料制成。进一步的，所述半导体制冷底座下表面固定有末端活塞，末端活塞内设置有轴向密封圈。进一步的，末端活塞下方设置有防堵端口，防堵端口通过管道与末端活塞连接。进一步的，本专利技术还包括稳定装置，稳定装置包括：氮气气瓶、气体ISCO泵、中间容器、水浴箱、水槽、液体ISCO泵，所述氮气气瓶通过管道和阀门与气体ISCO泵连接，气体ISCO泵通过管道和阀门与中间容器连接，中间容器通过管道和阀门与进给反应釜和耐压反应釜连接；所述水浴箱与水槽接通，水槽通过管道和阀门与液体ISCO泵连接，液体ISCO泵通过管道和阀门与进给反应釜和耐压反应釜连接。进一步的，所述步进电机外接步进电机控制器。进一步的，所述进给反应釜下端与垫片A一端固定连接，垫片A另一端与不锈钢连接套固定连接。进一步的，垫片A与进给反应釜和不锈钢连接套是通过螺栓固定连接的。进一步的，垫片B与耐压反应釜和样品位置固定衬套是通过螺栓固定连接的。进一步的，所述半导体制冷底座下表面还外接有温度控制模块。进一步的，耐压反应釜内壁设置有保压水层空间。本专利技术的有益效果是：将进给反应釜和耐压反应釜配合起来，既可以最大限度减少水合物岩芯分解，又能利用步进电机自动转移岩芯样品套筒，极大的方便了测量工作；专利技术的耐压反应釜采用PEEK材料制成，耐高压的同时又能保证成像质量；本专利技术将岩芯样品套筒固定在耐压反应釜中，CT放射扫描源可对其360度旋转扫描，有效解决了旧式采用旋转岩芯套筒、CT放射扫描源固定的扫描方式导致的成像模糊问题，进而呈现出清晰地图像，便于对图像的分析和处理，有效提高分析结论的准确性。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图中附图标记如下：1、进给端球阀，2、反应釜端球阀，3、进给反应釜，4、步进电机导轨衬套，5、步进电机，6、步进电机导轨，7、样品位置固定衬套，8、耐压反应釜，9、半导体制冷底座，10、防堵端口，11、垫片A，12、末端活塞，13、垫片B，14、轴向密封圈，15、保压水层空间，16、氮气气瓶，17、气体ISCO泵，18、中间容器，19、水浴箱，20、水槽，21、液体ISCO泵，22、步进电机控制器，23、不锈钢连接套，24、温度控制模块，25、温度压力采集模块，26、阀门A，27、阀门B，28、阀门C，29、阀门D，30、阀门E。具体实施方式下面结合附图1对本专利技术做进一步说明：一种海底天然气水合物岩芯原位保压CT反应釜装置，包括反应装置，反应装置包括：进给端球阀1、反应釜端球阀2、进给反应釜3、步进电机导轨衬套4、耐压反应釜8和半导体制冷底座9，所述反应装置左右对称；步进电机导轨衬套4位于反应装置内部，其连接在步进电机导轨6的一侧，所述步进电机导轨6上安装有步进电机5，且步进电机5可以在步进电机导轨6上做上下运动；进给端球阀1位于步进电机导轨衬套4上方，且卡接在进给反应釜3的内壁之间；所述耐压反应釜8上下端均通过垫片B13连接有样品位置固定衬套7，反应釜端球阀2位于耐压反应釜8上端的样品位置固定衬套7上方；耐压反应釜8下端的样品位置固定衬套7连接有半导体制冷底座9，耐压反应釜8由PEEK材料制成。所述半导体制冷底座9下表面固定有末端活塞12，末端活塞12内设置有轴向密封圈14。所述末端活塞12下方设置有防堵端口10，防堵端口10通过管道与末端活塞12连接，便于定时清理末端活塞12低端的堵塞砂砾。本专利技术还包括稳定装置，稳定装置包括：氮气气瓶16、气体ISCO泵17、中间容器18、水浴箱19、水槽20、液体ISCO泵21，所述氮气气瓶16通过管道和阀门与气体ISCO泵17连接，气体ISCO泵17通过管道和阀门与中间容器18连接，中间容器18通过管道和阀门与进给反应釜3和耐压反应釜8连接；所述水浴箱19与水槽20接通，水槽20通过管道和阀门与液体ISCO泵21连接，液体ISCO泵21通过管道和阀门与进给反应釜3和耐压反应釜8连接。所述步进电机5外接步进电机控制器22。所述进给反应釜3下端与垫片A11一端固定连接，垫片A11另一端与不锈钢连接套23固定连接。所述垫片A11与进给反应釜3和不锈钢连接套23是通过螺栓固定连接的。所述垫片B13与耐压反应釜8和样品位置固定衬套7是通过螺栓固定连接的；优选的，垫片B13为高品质氟素橡胶密封垫圈。所述半导体制冷底座9下表面还外接有温度控制模块24。所述耐压反应釜8内壁设置有保压水层空间15，优选的，保压水层空间15厚度为2mm，可以在保证密封性的同时节省制造耐压反应釜8的特种PEEK材料。进给端球阀1、进给反应釜3、步进电机导轨衬套4和步进电机5构成了岩芯进给系统，所述进给端球阀1的通孔和待扫描的岩芯样品套筒的直径一致，步进电机导轨6的作用是保证步进电机5沿着规定路线运动。反应釜端球阀2、样品位置固定衬套7、耐压反应釜8、半导体制冷底座9、末端活塞12构成了保压CT扫描反应系统，所述反应釜端球阀2的通孔和待扫描的岩芯样品套筒的直径一致，样品位置固定衬套7由不锈钢材料制成，耐压反应釜8内还放置有温度压力传感器；末端活塞12是向外界排出残余气体及液体的通道，末端活塞12上表面固定有半导体制冷底座9，由温度控制模块调节半导体制冷底座9，进而控制耐压反应釜8内的温度。氮气气瓶16、气体ISCO泵17、中间容器18构成了气压维持系统，氮气气瓶16的原始压力为25Mpa，优选的，气体ISCO泵17为Teledyne公司生产的进口ISCO高精度泵；中间容器18材质为耐压不锈钢，最高可承受30Map的压力，功能是保证待扫描的岩芯样品套筒进给过程中岩芯进给系统和保压CT扫描反应系统内部气压恒定。水浴箱19、水槽20、液体ISCO泵21构成了水压维持系统，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海底天然气水合物岩芯原位保压CT反应釜装置，其特征在于，包括反应装置，反应装置包括：进给端球阀(1)、反应釜端球阀(2)、进给反应釜(3)、步进电机导轨衬套(4)、耐压反应釜(8)和半导体制冷底座(9)，所述反应装置左右对称；步进电机导轨衬套(4)位于反应装置内部，其连接在步进电机导轨(6)的一侧，所述步进电机导轨(6)上安装有步进电机(5)，且步进电机(5)可以在步进电机导轨(6)上做上下运动；进给端球阀(1)位于步进电机导轨衬套(4)上方，且卡接在进给反应釜(3)内壁之间；所述耐压反应釜(8)上下端均通过垫片B(13)连接有样品位置固定衬套(7)，反应釜端球阀(2)位于耐压反应釜(8)上端的样品位置固定衬套(7)上方；耐压反应釜(8)下端的样品位置固定衬套(7)连接有半导体制冷底座(9)，耐压反应釜(8)由PEEK材料制成。

【技术特征摘要】
1.一种海底天然气水合物岩芯原位保压CT反应釜装置，其特征在于，包括反应装置，反应装置包括：进给端球阀(1)、反应釜端球阀(2)、进给反应釜(3)、步进电机导轨衬套(4)、耐压反应釜(8)和半导体制冷底座(9)，所述反应装置左右对称；步进电机导轨衬套(4)位于反应装置内部，其连接在步进电机导轨(6)的一侧，所述步进电机导轨(6)上安装有步进电机(5)，且步进电机(5)可以在步进电机导轨(6)上做上下运动；进给端球阀(1)位于步进电机导轨衬套(4)上方，且卡接在进给反应釜(3)内壁之间；所述耐压反应釜(8)上下端均通过垫片B(13)连接有样品位置固定衬套(7)，反应釜端球阀(2)位于耐压反应釜(8)上端的样品位置固定衬套(7)上方；耐压反应釜(8)下端的样品位置固定衬套(7)连接有半导体制冷底座(9)，耐压反应釜(8)由PEEK材料制成。2.根据权利要求1所述的海底天然气水合物岩芯原位保压CT反应釜装置，其特征在于，所述半导体制冷底座(9)下表面固定有末端活塞(12)，末端活塞(12)内设置有轴向密封圈(14)。3.根据权利要求2所述的海底天然气水合物岩芯原位保压CT反应釜装置，其特征在于，末端活塞(12)下方设置有防堵端口(10)，防堵端口(10)通过管道与末端活塞(12)连接。4.根据权利要求1所述的海底天然气水合物岩芯原位保压CT反应釜装置，其特征在于，还包括稳定装置，稳定装置包括：氮气气瓶(16)、气体ISCO泵(17)、中间容器(18)、水浴箱(19)、水槽(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永臣，赵佳飞，魏汝鹏，杨磊，刘卫国，刘瑜，王大勇，张毅，杨明军，肖波，陈家旺，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21