水合物饱和度测量装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于水合物饱和度计算技术领域，特别是涉及一种水合物饱和度测量装置、系统及方法。该水合物饱和度测量装置包括：反应釜、搅拌器、用于测量溶解于水合物中的气体浓度的红外光纤探头以及用于测量水合物的电阻率的电阻率探头组件；反应釜包括反应釜本体，反应釜本体包括外壳和绝缘内胆，外壳与绝缘内胆之间形成有用于存储水合物的环形空间；电阻率探头组件和红外光纤探头安装在外壳上，且电阻率探头组件和红外光纤探头均穿过环形空间并伸入绝缘内胆中；搅拌器连接反应釜本体，且搅拌器的输出端穿过外壳并伸入环形空间内。该水合物饱和度测量装置测得水合物的实际饱和度的结果更加准确，且该水合物饱和度测量装置操作简单，安全性高。

【技术实现步骤摘要】
水合物饱和度测量装置、系统及方法
本专利技术属于水合物饱和度计算
，特别是涉及一种水合物饱和度测量装置、系统及方法。
技术介绍
天然气水合物因其储量巨大且燃烧时清洁无污染的特性，被许多研究者认为其是能够代替煤、石油等化石燃料的新能源，天然气水合物作为新的能源可缓解全球的能源危机。我国天然气水合物储量巨大，具有极大的开采潜力和战略意义。为了进一步对天然气水合物的开采工作提供更多可靠的数据，需要对天然气水合物的饱和度进行计算。天然气水合物的生成和分解的过程中，水溶液的量以及浓度会发生变化，如此，会导致天然气水合物的导电性发生改变，因此，现有技术中，水合物饱和度测量装置包括电阻率测量装置，可以利用多组电极测量含天然气水合物的导电性，由此来计算水合物的饱和度。但是，在天然气水合物生成和分解的过程中会伴随着气体的析出和溶解；但现有的水合物饱和度测量装置测量的水合物饱和度，并没有在计算水合物的饱和度的过程中考虑气体的析出量和溶解量，因此会导致天然气水合物饱和度的测量结果不精确。
技术实现思路
本专利技术解决了针对现有技术中水合物饱和度的测量结果不精确，提供了一种水合物饱和度测量装置、系统及方法。鉴于以上问题，本专利技术实施例提供的一种水合物饱和度测量装置,包括反应釜、搅拌器、用于测量溶解于水合物中的气体浓度的红外光纤探头以及用于测量水合物的电阻率的电阻率探头组件；所述反应釜包括反应釜本体，所述反应釜本体包括外壳和绝缘内胆，所述外壳与所述绝缘内胆之间形成有用于存储水合物的环形空间；所述电阻率探头组件和所述红外光纤探头均安装在所述外壳上，且所述电阻率探头组件和所述红外光纤探头均穿过所述环形空间并伸入所述绝缘内胆中；所述搅拌器连接所述反应釜本体，且所述搅拌器的输出端穿过所述外壳并伸入所述环形空间内。可选地，所述水合物饱和度测量装置还包括第一调节旋钮和第二调节旋钮；所述电阻率探头组件通过所述第一调节旋钮安装在所述外壳上，且所述第一调节旋钮用于调节所述电阻率探头组件伸入所述环形空间的第一深度；所述红外光纤探头通过所述第二调节旋钮安装在所述外壳上，且所述第二调节旋钮用于调节所述红外光纤探头伸入所述环形空间的第二深度。可选地，所述水合物饱和度测量装置还包括安装在所述外壳远离所述绝缘内胆的端面上的控温夹套；所述控温夹套包括用于冷却液流动的冷却通道以及均连通所述冷却通道的冷却液入口和冷却液出口。可选地，所述冷却液出口的高度高于所述冷却液入口的高度。可选地，所述外壳上设有均连通所述环形空间的液体进出口和气体进出口；所述气体进出口设置在所述反应釜本体的上端；所述液体进出口设置在所述反应釜的下端。可选地，所述绝缘内胆的外壳上覆设有绝缘层。本专利技术还提供了一种水合物饱和度测量系统，包括控制器和所述的水合物饱和度测量装置；所述所述电阻率探头组件以及所述红外光纤探头连接所述控制器；所述控制器用于：获取通过所述电阻率探头组件测得的所述环形空间内存储的水合物的电阻率，将所述电阻率输入预设的第一饱和度模型，并获取所述第一饱和度模型输出的第一饱和度；所述第一饱和度是指所述水合物的总饱和度；获取通过所述红外光纤探头测得的溶解于所述水合物中的气体浓度，将所述气体浓度输入预设的第二饱和度模型，并获取所述第二饱和度模型输出的第二饱和度；所述第二饱和度是指溶解在所述水合物中的气体的饱和度；获取所述第一饱和度和所述第二饱和度之间的饱和度差值，并将所述饱和度差值记录为所述水合物的实际饱和度。本专利技术还提供了一种所述的水合物饱和度测量装置的水合物饱和度测量方法，包括：获取通过所述电阻率探头组件测得的所述环形空间内存储的水合物的电阻率，将所述电阻率输入预设的第一饱和度模型，并获取所述第一饱和度模型输出的第一饱和度；所述第一饱和度是指所述水合物的总饱和度；获取通过所述红外光纤探头测得的溶解于所述水合物中的气体浓度，将所述气体浓度输入预设的第二饱和度模型，并获取所述第二饱和度模型输出的第二饱和度；所述第二饱和度是指溶解在所述水合物中的气体的饱和度；获取所述第一饱和度和所述第二饱和度之间的饱和度差值，并将所述饱和度差值记录为所述水合物的实际饱和度。可选地，所述第一饱和度模型为：其中，S1为第一饱和度；R0为完全水饱和的地层电阻率；Rt为所述水合物的电阻率；n为经验参数。可选地，所述第二饱和度模型为：其中，S2为第二饱和度；N为水合物的水合物数；M为水合物的理论相对分子质量；ρ为水合物的密度；V0为完全水饱和时的水的体积；ng为溶解于水合物中的气体浓度。本专利技术中，通过所述电阻率探头组件用于测量所述水合物的电阻率，由此来计算所述水合物的总饱和度；通过所述红外光纤探头来测量溶解于所述水合物的气体的气体浓度(或者测量所述水合物析出的气体的气体浓度)，由此来计算溶解在所述水合物中的气体对应的水合物饱和度。由于在所述反应釜本体内的所述水合物反应的过程中，不仅存在着所述水合物含量和水合物的离子浓度的变化，还伴随着所述反应釜本体中气体溶解于所述水合物的量，或者从所述水合物中析出的气体的量；通过本专利技术中水合物饱和度测量方法，可得到所述反应釜本体中的所述水合物的实际饱和度。且通过该水合物饱和度测量装置测得所述水合物的实际饱和度的结果更加准确，且其操作简单，安全性高。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术一实施例提供的水合物饱和度测量装置的立体结构示意图。说明书中的附图标记如下：1、反应釜；11、反应釜本体；111、外壳；1111、液体进出口；1112、气体进出口；112、绝缘内胆；1121、绝缘层；113、环形空间；2、红外光纤探头；3、搅拌器；4、电阻率探头组件；41、电阻率探头；5、第一调节旋钮；6、第二调节旋钮；7、控温夹套；71、冷却液入口；72、冷却液出口。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“中部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术一实施例提供的一种水合物饱和度测量装置，包括反应釜1、搅拌器3、用于测量溶解于水合物中的气体浓度的红外光纤探头2以及用于测量水合物的电阻率的电阻率探头组件4；所述反应釜1包括反应釜本体11，所述反应釜本体11包括外壳111和绝缘内胆112，所述外壳111与所述绝缘内胆112之间形成有用于存储水合物的环形空间113；所述电阻率探头组件4和所述红外光纤探头2均安装在所述外壳111上，且所述电阻率探头组件4和所述红外光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水合物饱和度测量装置，其特征在于，包括反应釜、搅拌器、用于测量溶解于水合物中的气体浓度的红外光纤探头以及用于测量水合物的电阻率的电阻率探头组件；所述反应釜包括反应釜本体，所述反应釜本体包括外壳和绝缘内胆，所述外壳与所述绝缘内胆之间形成有用于存储水合物的环形空间；所述电阻率探头组件和所述红外光纤探头均安装在所述外壳上，且所述电阻率探头组件和所述红外光纤探头均穿过所述环形空间并伸入所述绝缘内胆中；所述搅拌器连接所述反应釜本体，且所述搅拌器的输出端穿过所述外壳并伸入所述环形空间内。/n

【技术特征摘要】
1.一种水合物饱和度测量装置，其特征在于，包括反应釜、搅拌器、用于测量溶解于水合物中的气体浓度的红外光纤探头以及用于测量水合物的电阻率的电阻率探头组件；所述反应釜包括反应釜本体，所述反应釜本体包括外壳和绝缘内胆，所述外壳与所述绝缘内胆之间形成有用于存储水合物的环形空间；所述电阻率探头组件和所述红外光纤探头均安装在所述外壳上，且所述电阻率探头组件和所述红外光纤探头均穿过所述环形空间并伸入所述绝缘内胆中；所述搅拌器连接所述反应釜本体，且所述搅拌器的输出端穿过所述外壳并伸入所述环形空间内。


2.根据权利要求1所述的水合物饱和度测量装置，其特征在于，所述水合物饱和度测量装置还包括第一调节旋钮和第二调节旋钮；所述电阻率探头组件通过所述第一调节旋钮安装在所述外壳上，且所述第一调节旋钮用于调节所述电阻率探头组件伸入所述环形空间的第一深度；所述红外光纤探头通过所述第二调节旋钮安装在所述外壳上，且所述第二调节旋钮用于调节所述红外光纤探头伸入所述环形空间的第二深度。


3.根据权利要求1所述的水合物饱和度测量装置，其特征在于，所述水合物饱和度测量装置还包括安装在所述外壳远离所述绝缘内胆的端面上的控温夹套；所述控温夹套包括用于冷却液流动的冷却通道以及均连通所述冷却通道的冷却液入口和冷却液出口。


4.根据权利要求3所述的水合物饱和度测量装置，其特征在于，所述冷却液出口的高度高于所述冷却液入口的高度。


5.根据权利要求1所述的水合物饱和度测量装置，其特征在于，所述外壳上设有均连通所述环形空间的液体进出口和气体进出口；所述气体进出口设置在所述反应釜本体的上端；所述液体进出口设置在所述反应釜的下端。


6.根据权利要求1所述的水合物饱和度测量装置，其特征在于，所述绝缘内胆的外壳上覆设有绝缘层。


7.一种水合物饱和度测量系统，其特征在于，包括控制器和权利要求1至6任一项所述的水合物饱和度测量装置；所述所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朋飞，黄瑞芳，刘军，赵予生，
申请(专利权)人：南方科技大学，深圳市合众清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44