一种CT实时扫描的CO2封存试验系统技术方案

本发明专利技术公开一种CT实时扫描的CO2封存试验系统，属于CO2封存领域；试验系统包括CT扫描单元、进气单元、围压单元、试样夹持器、抽真空单元、气体收集单元以及数据采集器；试样夹持器对试样进行固定，CT扫描单元包括X

【技术实现步骤摘要】
一种CT实时扫描的CO2封存试验系统


[0001]本专利技术属于CO2封存领域，具体涉及一种CT实时扫描的CO2封存试验系统。

技术介绍

[0002]在全球变暖的形势下，CO2减排成为热议话题，以CO2地质封存为代表的负碳排放技术是当前研究的重点课题。首先，煤炭是CO2的天然吸附剂，其对CO2的吸附能力约为CH4的2～3倍；其次，煤层在封存CO2的同时可实现煤层气的高效采收，获取更多的清洁新型能源，经济成本较低，具有明显的经济优势，符合国家的绿色发展理念。
[0003]我国煤层气资源丰富，占世界资源总量的13％。煤层能作为储气层，主要有以下2个原因：第一，在一定温度和压力下，煤层可以吸附和容纳气体；第二，煤层在地质运动的作用下形成了双重孔隙结构，可以为CO2的赋存和流动提供场所和通道。但是在进行CO2封存时，当CO2注入后，由于煤层吸附CO2会产生差异性的膨胀效应，导致煤岩破裂，断层滑动，从而造成CO2泄露。
[0004]为了寻求上述问题的解决方法，国内外学者做了大量的研究与实验，大多数实验装置只能测出气体流量，却无法进行实时扫描以监测裂隙变化，亦或是可以运用CT对裂隙进行实时监测，但无法观察进出口气体流量的变化；为解决现有装置的不足，亟需研制一种可以实时扫描煤体内部裂隙变化以及监测气体流量变化的装置。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种CT实时扫描的CO2封存试验系统，能够准确测出CO2封存量以及封存过程中煤体裂隙的实时演化规律。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种CT实时扫描的CO2封存试验系统，包括CT扫描单元、进气单元、围压单元、试样夹持器、抽真空单元、气体收集单元以及数据采集器所述试样夹持器设置在CT扫描设备上，并对试样进行固定；所述CT扫描单元包括X
‑
射线管和CT接收器，X
‑
射线管发出射线穿过试样夹持器中的试样，并投影在CT接收器中，从而在微细观角度下监测煤体内部裂隙的动态演化过程；
[0008]所述进气单元包括CO2气瓶，CO2气瓶通过导管与试样连通，并能够将CO2注入试样中，导管上设置有气体进口流量计；所述气体收集单元包括气体收集器和气体出口流量计
[0009]所述数据采集器用于统计气体出口流量计和气体进口流量计传过来的数据，从而得到CO2封存量。
[0010]进一步地，所述试样夹持器包括胶套，胶套套在试样外侧，并与试样紧紧贴合，来将试样固定。
[0011]进一步地，所述围压单元包括水箱、泵以及背压阀，通过向试样夹持器中注水，给试样施加围压，使得试样与胶套更加贴合。
[0012]进一步地，所述进气单元还包括设置在CO2气瓶的瓶口位置的第一气阀，导管上设
置第一气压表、减压罐以及第二气阀，减压罐用于调整气体压力。
[0013]进一步地，所述抽真空单元包括真空泵，可以抽空夹持器8及管道内的空气。
[0014]进一步地，所述体出口流量计和气体进口流量计的直径6.5
±
0.1mm，承受最大气体压力30MPa，量程是0
‑
100ml/min，精度是
±
0.1％的最大量程。
[0015]进一步地，所述试样夹持器采用碳纤维材料制作。
[0016]一种试验系统的使用方法，包括以下步骤：
[0017]S1：启动CT扫描系统，开始进行热机，抽真空等准备工作；
[0018]S2：将试样放入试样夹持器中，并连接管路；
[0019]S3：CT扫描参数选择；
[0020]S4：关闭气体出口流量计和气体进口流量计，开启抽真空单元，对整个系统进行抽真空；
[0021]S5：打开围压单元，选择适当的围压，通过向试样夹持器中注水，给试样施加围压，使得试样与胶套更加贴合，防止气体从两边空隙穿过；
[0022]S6：打开气体出口流量计和气体进口流量计，将第一阀门打开，调节适当的气压，打开进气单元中的第二阀门，试样开始进行CO2封存，期间，可以通过进口流量计，测出其进口气体流量，同时，也可以通过CT的实时扫描，观察气体在封存时试样裂隙的扩张情况，从而能够掌握煤体破裂阈值；
[0023]S7：当实时观察的煤样因吸附CO2达到饱和而破裂时和检测CO2气体流量的气体出口流量计示数与气体进口流量计相同时，标志CO2封存结束，记录这段时间的流量差，并对试样进行扫描；
[0024]S8：实验结束，关闭所有阀门，到数据采集系统中分析进出口的流量变化，得出煤体能够封存CO2的最大量。
[0025]本专利技术的有益效果：
[0026]1、通过CT实时扫描，实时观察CO2封存时，试样内部裂隙的变化；
[0027]2、结合CT扫描发现煤体破裂时，通过流量计监测到CO2的总流量，得出煤体能够封存CO2的最大量。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是本专利技术的系统整体结构示意图；
[0030]图2是本专利技术的试样夹持器结构示意图；
[0031]图3是本专利技术的CT扫描单元结构示意图。
[0032]图中：1
‑
第一气阀；2
‑
CO2气瓶；3
‑
减压罐；4
‑
第一气压表；5
‑
CT接收器； 6
‑
第二气阀；7
‑
气体进口流量计；8
‑
试样夹持器(8
‑
1胶套，8
‑
2试样)；9
‑
底座； 10
‑
第二气压表；11
‑
真空泵；12
‑
气体收集器；13
‑
气体出口流量计；14
‑
X
‑
射线管； 15
‑
数据采集器；16
‑
水箱；17
‑
泵；18
‑
背压阀。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]如图1
‑
3所示，一种CT实时扫描的CO2封存试验系统包括CT扫描单元、进气单元、围压单元、试样夹持器8、抽真空单元、气体收集单元以及数据采集器15；
[0035]如图2所示，试样夹持器8固定在底座9上，用于对试样进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CT实时扫描的CO2封存试验系统，其特征在于，包括CT扫描单元、进气单元、围压单元、试样夹持器(8)、抽真空单元、气体收集单元以及数据采集器(15)；所述试样夹持器(8)设置在CT扫描设备上，并对试样进行固定；所述CT扫描单元包括X
‑
射线管(14)和CT接收器(5)，X
‑
射线管(15)发出射线穿过试样夹持器(8)中的试样，并投影在CT接收器(5)中，从而在微细观角度下监测煤体内部裂隙的动态演化过程；所述进气单元包括CO2气瓶(2)，CO2气瓶(2)通过导管与试样连通，并能够将CO2注入试样中，导管上设置有气体进口流量计(7)；所述气体收集单元包括气体收集器(12)和气体出口流量计(13)所述数据采集器(15)用于统计气体出口流量计(13)和气体进口流量计(7)传过来的数据，从而得到CO2封存量。2.根据权利要求1所述的一种CT实时扫描的CO2封存试验系统，其特征在于，所述试样夹持器(8)包括胶套(8
‑
1)，胶套(8
‑
1)套在试样外侧，并与试样紧紧贴合。3.根据权利要求2所述的一种CT实时扫描的CO2封存试验系统，其特征在于，所述围压单元包括水箱(16)、泵(17)以及背压阀(18)，通过向试样夹持器(8)中注水，给试样施加围压，使得试样与胶套更加贴合。4.根据权利要求3所述的一种CT实时扫描的CO2封存试验系统，其特征在于，所述进气单元还包括设置在CO2气瓶(2)的瓶口位置的第一气阀(1)，导管上设置第一气压表(4)、减压罐(3)以及第二气阀(6)，减压罐(3)用于调整气体压力。5.根据权利要求1所述的一种CT实时扫描的CO2封存试验系统，其特征在于，所述抽真空单元包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，张宇，陈礼鹏，李少波，刘化强，商瑞豪，王安铖，张帅，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：