【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水合物生成与分解监测，具体涉及一种基于纳米ct水合物原位生成以及渗流模拟装置。
技术介绍
1、随着全球能源消耗的日渐加剧，水合物被作为一种储量超过传统化石能源两倍的后备能源。但是，由于其开采难度大，地质环境复杂，开采过程涉及相变，气液固流动以及出砂等一系列问题。了解多孔介质中初始，分解过程中水合物三维分布状态，以及多相流体流过水合物储层对分解行为的影响，对提高水合物开采效率有重要意义。目前，主要依靠ct(电子计算机断层扫描)来实现对岩心的重构，分析岩心内部孔隙分布，与水合物的三维赋存形态。纳米ct以其亚微米级别的分辨率逐渐被重视起来。常规的水合物原位生成及渗流模拟装置采用半导体冷却系统，需要大量的导线以及为其单独配备冷却系统，并且设置于装置底部，存在对装置整体冷却效率较慢的技术问题。此外为了配合亚微米级别的分辨率，纳米ct载物台变为气浮载物台，无法承受大的扭矩。旋转扫描过程中，制冷装置以及渗流管路复杂的结构容易与装置整体或者载物台发生缠绕，使得载物台所受到的扭矩增加，致使设备停机，导致实验失败。
技术实现思路
1、有鉴于此，为解决以上问题，设计出可以在纳米ct中实现低温高压原位生成水合物以及模拟渗流功能，实现多气合采的模拟。具体方案如下：
2、基于纳米ct水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，包括底座、支柱、样品管、堵头、温度控制单元、第二流体管路、第一流体管路、管线支架；
3、所述支柱竖向设置于底座上，所述样品管为空心管状结构，所述支柱设
4、支柱内设有与所述样品管内的样品室连通的第一管路，所述第一流体管路的端部与设置于支柱内的第一管路连通；堵头内设有与所述样品管内的样品室连通的第二管路，所述第二流体管路的端部与设置于堵头内的第二管路连通；
5、所述温度控制单元包括冷却循环套管、输水软管，所述冷却循环套管为环形结构且套设于样品管上，所述冷却循环套管内部设有用于冷却水流通的冷却环路，输水软管与冷却循环套管内的冷却环路连通，通过输水软管向冷却环路输送冷却水实现样品管内的样品室的降温冷却；
6、所述管线支架设置于堵头上方，管线支架上设有环形圈，所述第二流体管路、第一流体管路、输水软管的输入端均位于环形圈的上方，第二流体管路的输出端穿过所述环形圈与第二管路连接，第一流体管路的输出端穿过所述环形圈与第一管路连接，输水软管的输出端穿过所述环形圈与冷却循环套管连接
7、作为上述技术方案的补充，所述温度控制单元还包括循环连接套、第一软管接头、第二软管接头；所述输水软管包括进水软管、出水软管；
8、所述循环连接套为环形结构且套设于样品管上，循环连接套位于冷却循环套管的上方，循环连接套内设有第一冷却水输送流道及第二冷却水输送流道，所述第一冷却水输送流道的下端与冷却循环套管内的冷却环路连通，第一冷却水输送流道的上端通过第一软管接头与进水软管连接，所述第二冷却水输送流道的下端与冷却循环套管内的冷却环路连通，第二冷却水输送流道的上端通过第二软管接头与出水软管连接。
9、作为上述技术方案的补充，所述循环连接套与样品管的外侧壁密封连接；
10、所述样品管的下部外侧壁上设有圆盘状凸起部；
11、所述冷却循环套管包括第一环形挡圈、第二环形挡圈，所述第一环形挡圈、第二环形挡圈均套设于样品管上，且第二环形挡圈设置于第一环形挡圈的外侧，
12、第一环形挡圈的下端与样品管上的圆盘状凸起部连接，上端与循环连接套连接；第二环形挡圈的下端与样品管上的圆盘状凸起部密封连接，上端与循环连接套密封连接；
13、所述第一环形挡圈的内侧壁、第二环形挡圈的外侧壁、圆盘状凸起部以及循环连接套合围成用于冷却水流通的水循环外腔室；第一环形挡圈的内侧壁、样品管的外侧壁、圆盘状凸起部以及循环连接套合围成出水循环内腔室；
14、所述第一环形挡圈的下部设有用于将水循环外腔室与水循环内腔室连通的腔室连通孔，所述水循环外腔室、腔室连通孔、水循环内腔室连通形成冷却循环套管的冷却环路；
15、所述循环连接套内的第一冷却水输送流道位于水循环外腔室上方且与所述水循环外腔室连通，所述循环连接套内的第二冷却水输送流道位于水循环内腔室上方且与水循环内腔室连通；
16、所述圆盘状凸起部上设有与外径与第二环形挡圈内径相同的凸起块，所述第二环形挡圈套设于圆盘状凸起部上的凸起块上，所述凸起块的外侧壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第二密封圈，通过第二密封圈的设置实现第二环形挡圈与圆盘状凸起部上的凸起块密封连接；
17、所述循环连接套的下端设有与向下延伸的环形凸起部，所述第二环形挡圈的上端插入于所述循环连接套的环形凸起部内，且插入于所述循环连接套的环形凸起部内的环形挡圈的外侧壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第三密封圈，通过第三密封圈的设置实现第二环形挡圈与循环连接套密封连接。
18、作为上述技术方案的补充，所述支柱与设置于样品管上的圆盘状凸起部连接，所述圆盘状凸起部的下端面上设有阶梯状凹槽，所述阶梯状凹槽包括上侧凹槽、下侧凹槽，所述下侧凹槽为在圆盘状凸起部下端面开设的圆柱形凹槽状结构，所述上侧凹槽为在下侧凹槽上顶面上开设的圆柱形凹槽结构，下侧凹槽的内径大于上侧凹槽的内径；
19、所述下侧凹槽的内侧壁上设有内螺纹，支柱的上部外侧壁上设有外螺纹，支柱的上部通过所述外螺纹螺接于圆盘状凸起部的下侧凹槽内；
20、所述支柱的上端面上设有外径与上侧凹槽内径相同的圆柱形凸起，所述支柱上的圆柱形凸起的外侧壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第一密封圈，当支柱的上部螺接于圆盘状凸起部的下侧凹槽内时，支柱上的圆柱形凸起位于圆盘状凸起部的上侧凹槽内，支柱通过其圆柱形凸起部上的第一密封圈与圆盘状凸起部密封连接。
21、作为上述技术方案的补充，所述温度控制单元还包括温度传感器ⅰ、第一压环压帽、第二压环压帽，所述堵头内设有贯通堵头上端及下端且与样品管的样品室连通的第一流道，第一流道的上端开口处设有第一压环压帽，所述温度传感器ⅰ的直径小于所述第一流道的直径，所述温度传感器ⅰ的下端穿过第一压环压帽及第一流道并置于所述样品管的样品室内，用于监测样品室内的温度；
22、所述堵头上还设有与所述第一流道连通的第二流道，所述第二流道的下端与第一流道连通，第二流道的上端位于堵头的上端；所述第二压环压帽设置于第二流道的上端，所述第二流体管路通过第二压环压帽与第二流道连通；
23、所述堵头内与所述样品室连通的第二管路由第一流道与第二流道组成。
24、作为上述技术方案的补充，还包括紧固螺母、圆柱销、紧固螺套；
25、所述紧固螺套为中空管状结构，其内径与样品管的外径相同，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，包括底座(1)、支柱(3)、样品管(5)、堵头(19)、温度控制单元、第二流体管路(24)、第一流体管路(33)、管线支架(21)；
2.根据权利要求1所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，所述温度控制单元还包括循环连接套(14)、第一软管接头(16)、第二软管接头(32)；所述输水软管包括进水软管(18)、出水软管(28)；
3.根据权利要求2所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，所述循环连接套(14)与样品管(5)的外侧壁密封连接；
4.根据权利要求3所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，所述支柱(3)与设置于样品管(5)上的圆盘状凸起部(34)连接，所述圆盘状凸起部(34)的下端面上设有阶梯状凹槽，所述阶梯状凹槽包括上侧凹槽(43)、下侧凹槽(44)，所述下侧凹槽(44)为在圆盘状凸起部(34)下端面开设的圆柱形凹槽状结构，所述上侧凹槽(43)为在下侧凹槽(44)上顶面上开设的圆柱形凹槽结构，下侧凹槽(44)的内径大
5.根据权利要求1所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，所述温度控制单元还包括温度传感器Ⅰ(22)、第一压环压帽(20)、第二压环压帽(25)，所述堵头(19)内设有贯通堵头(19)上端及下端且与样品管(5)的样品室(10)连通的第一流道(39)，第一流道(39)的上端开口处设有第一压环压帽(20)，所述温度传感器Ⅰ(22)的直径小于所述第一流道(39)的直径，所述温度传感器Ⅰ(22)的下端穿过第一压环压帽(20)及第一流道(39)并置于所述样品管(5)的样品室(10)内，用于监测样品室(10)内的温度；
6.根据权利要求3所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，还包括紧固螺母(17)、圆柱销(27)、紧固螺套(29)；
7.根据权利要求6所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，还包括卡键(30)，所述堵头(19)的下部外侧壁上设有环形凹槽，所述卡键(30)嵌套于堵头(19)下部外侧壁上的环形凹槽上，所述卡键(30)包括第一圆环部(41)、第二圆环部(42)，所述第一圆环部(41)设置于第二圆环部(42)的上方，所述第一圆环部(41)与第二圆环部(42)均为环形管装结构，所述第一圆环部(41)的外径与紧固螺套(29)的内径相同，所述第二圆环部(42)的外径与紧固螺套(29)的外径相同。
8.根据权利要求1所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，还包括烧结滤芯Ⅰ(9)、烧结滤芯Ⅱ(11)、芯管(13)，所述烧结滤芯Ⅰ(9)设置于样品室(10)的上部，烧结滤芯Ⅱ(11)设置于样品室(10)的下部；
9.根据权利要求1所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，还包括温度传感器Ⅱ，所述温度传感器Ⅱ设置于循环连接套(14)上，且温度传感器Ⅱ的端部穿过循环连接套(14)位于冷却循环套管(8)内的水循环外腔室内，用于监测冷却水温度。
10.根据权利要求1-9任意一条所述装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.基于纳米ct水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，包括底座(1)、支柱(3)、样品管(5)、堵头(19)、温度控制单元、第二流体管路(24)、第一流体管路(33)、管线支架(21)；
2.根据权利要求1所述的基于纳米ct水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，所述温度控制单元还包括循环连接套(14)、第一软管接头(16)、第二软管接头(32)；所述输水软管包括进水软管(18)、出水软管(28)；
3.根据权利要求2所述的基于纳米ct水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，所述循环连接套(14)与样品管(5)的外侧壁密封连接；
4.根据权利要求3所述的基于纳米ct水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，所述支柱(3)与设置于样品管(5)上的圆盘状凸起部(34)连接，所述圆盘状凸起部(34)的下端面上设有阶梯状凹槽，所述阶梯状凹槽包括上侧凹槽(43)、下侧凹槽(44)，所述下侧凹槽(44)为在圆盘状凸起部(34)下端面开设的圆柱形凹槽状结构，所述上侧凹槽(43)为在下侧凹槽(44)上顶面上开设的圆柱形凹槽结构，下侧凹槽(44)的内径大于上侧凹槽(43)的内径；
5.根据权利要求1所述的基于纳米ct水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，所述温度控制单元还包括温度传感器ⅰ(22)、第一压环压帽(20)、第二压环压帽(25)，所述堵头(19)内设有贯通堵头(19)上端及下端且与样品管(5)的样品室(10)连通的第一流道(39)，第一流道(39)的上端开口处设有第一压环压帽(20)，所述温度传感器ⅰ(22)的直径小于所述第一流道(39...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，关大伟，张晓鑫，宋永臣，赵佳飞，杨明军，张伦祥，刘瑜，蒋兰兰，张毅，李洋辉，凌铮，于涛，陈兵兵，吴鹏，黎燕平，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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