專利名稱：一種天然氣水合物天然巖芯ct重整裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然氣水合物天然巖芯CT重整裝置，屬于石油科研儀器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
CT (electronic computer X-ray tomography technique)技術(shù)是一種電子計(jì)算機(jī)X射線掃描技術(shù)，可用于分析水合物內(nèi)部結(jié)構(gòu)、及傳熱流動參數(shù)等方面的研究，可以對天然氣水合物生成、分解過程進(jìn)行檢測，并能進(jìn)行同步、三維可視化顯示。傳統(tǒng)天然氣水合物測試裝置主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室模擬生成天然氣水合物進(jìn)行研究，不能對水合物天然巖芯進(jìn)行保溫保壓測試，天然巖心置于傳統(tǒng)天然氣水合物測試裝置中將不可避免的出現(xiàn)壓力卸載，同時傳統(tǒng)裝置不能實(shí)現(xiàn)對天然巖芯的壓力加載和重整，破壞天然氣巖心內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此分析結(jié)果不能保證與自然界中天然氣水合物儲層實(shí)際真實(shí)情況完全一致。而且CT設(shè)備對夾持裝置的尺寸與重量均有一定限制，傳統(tǒng)天然氣水合物測試裝置無法滿足CT儀器的要求，目前關(guān)于適用于CT測試技術(shù)的天然氣水合物天然巖芯重整裝置還未見報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述CT成像研究中存在的問題，本發(fā)明提供一種天然氣水合物天然巖芯CT重整裝置，其目的在于適用于天然巖芯樣品測試，能更接近實(shí)際開采情況，并滿足CT設(shè)備的要求。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是天然氣水合物天然巖芯CT重整裝置，包括端蓋、內(nèi)管、外管、O型密封圈、平板熱源裝置，二個端蓋與內(nèi)管構(gòu)成中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)管中裝入天然巖芯；同時，二個端蓋和外管、內(nèi)管之間構(gòu)成循環(huán)控溫控壓腔體，用于保證天然巖芯試樣的溫度與壓力的循環(huán)低溫高壓氮?dú)鈴南露松w循環(huán)腔進(jìn)口進(jìn)入，經(jīng)上端蓋循環(huán)腔出口流出；外管的內(nèi)壁設(shè)有溫度壓力傳感裝置接口， 用于檢測恒溫控溫控壓腔體內(nèi)流體的溫度和壓強(qiáng)；所述端蓋、外管采用鈦合金材料，內(nèi)管采用橡膠材料；外管與端蓋連接處采用O型密封圈對循環(huán)腔進(jìn)行密封；中空結(jié)構(gòu)底部設(shè)置有平板熱源裝置，用于檢測天然巖芯的傳熱特性。上述的CT重整裝置放置在CT載物臺上，循環(huán)腔中循環(huán)低溫高壓氮?dú)庖员ＷC天然巖芯的溫度與壓力，再利用CT裝置對天然巖芯樣品進(jìn)行檢測分析。除采用天然巖芯外，本裝置也可用于天然氣水合物人工巖芯的檢測分析。本發(fā)明的有益效果是采用CT設(shè)備，把CT重整裝置放置在CT載物臺上，設(shè)計(jì)壓力位O 20MPa，設(shè)計(jì)溫度為-20 30°C，能對天然氣水合物天然巖芯進(jìn)行物性參數(shù)、傳熱特性、分解與再生成過程參數(shù)的分析；內(nèi)管采用橡膠材料，循環(huán)腔通入低溫高壓氮?dú)?，保證了天然巖芯的溫度與壓力；端蓋與外套采用鈦合金材料，減輕重量以滿足CT要求，保證了裝置內(nèi)溫度與壓力，對CT射線無任何影響，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，能重復(fù)使用，實(shí)驗(yàn)過程操作方便、簡單適用。
圖I是一種天然氣水合物天然巖芯CT重整裝置示意圖。
圖2是圖I中的A-A剖視結(jié)構(gòu)圖。圖3是圖2中的B-B剖視結(jié)構(gòu)圖。圖中1進(jìn)氣口 ；2端蓋；3循環(huán)腔出口 ；4內(nèi)管；5外管；60型密封圈；7平板熱源裝置；8平板熱源布線通道；9排氣口 ； 10溫度壓力傳感裝置接口 ；11循環(huán)腔入口。
具體實(shí)施例方式圖1、2、3中示出了一種天然氣水合物天然巖芯CT重整裝置。該CT重整裝置采用一個內(nèi)管和二個端蓋組成中空結(jié)構(gòu)，其中裝入天然巖芯；二個端蓋和一個外套與內(nèi)管之間構(gòu)成循環(huán)控溫控壓腔體，采用一個向控溫控壓流體腔提供循環(huán)流體的恒溫流體浴槽連接循環(huán)流體進(jìn)口和循環(huán)流體出口，外套內(nèi)壁設(shè)有溫度壓力傳感裝置用于檢測恒溫控溫控壓腔體內(nèi)流體的溫度和壓強(qiáng)；中空結(jié)構(gòu)內(nèi)底部設(shè)有平板熱源裝置，用于檢測天然巖芯的傳熱特性。利用上述天然氣水合物天然巖芯CT重整裝置的步驟如下第一步，將采集的天然巖芯用低溫液氮進(jìn)行泄壓降溫處理，保證其不分解。第二步，將天然巖芯裝入CT重整裝置。打開CT重整裝置上端蓋，迅速將天然巖芯裝入內(nèi)管中，保證天然巖芯與橡膠材料制成的內(nèi)管緊密接觸，蓋上CT重整裝置上端蓋。第三步，將CT重整裝置裝入CT。二個端蓋、外套和內(nèi)管之間構(gòu)成控溫控壓流體腔，采用一個向控溫控壓流體腔提供循環(huán)流體的恒溫流體浴槽連接循環(huán)流體進(jìn)口和循環(huán)流體出口，打開恒溫恒壓浴槽，通入低溫高壓氮?dú)?，保證其壓力與溫度天然巖芯地下埋藏條件一致；外套內(nèi)壁的溫度壓力傳感裝置檢測氮?dú)獾臏囟扰c壓力；二個端蓋分別接入管線提供流體出入通道；將CT重整裝置固定在CT載物臺上。第四步，進(jìn)行CT重整。溫度壓力參數(shù)通過平板熱源法實(shí)時采集，利用CT掃描成像裝置對過程進(jìn)行同步、可視化檢測。
權(quán)利要求
1.ー種天然氣水合物天然巖芯CT重整裝置，其特征在干， 該裝置包括端蓋、內(nèi)管、外管、O型密封圈、平板熱源裝置，ニ個端蓋與內(nèi)管構(gòu)成中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)管中裝入天然巖芯；同時，ニ個端蓋和外管、內(nèi)管之間構(gòu)成循環(huán)控溫控壓腔體，用于保證天然巖芯試樣的溫度與壓カ的循環(huán)低溫高壓氮?dú)鈴南露松w循環(huán)腔進(jìn)ロ進(jìn)入，經(jīng)上端蓋循環(huán)腔出口流出；外管的內(nèi)壁設(shè)有溫度壓カ傳感裝置接ロ，用于檢測恒溫控溫控壓腔體內(nèi)流體的溫度和壓強(qiáng)；所述端蓋、外管采用鈦合金材料，內(nèi)管采用橡膠材料；外管與端蓋連接處采用O型密封圈對循環(huán)腔進(jìn)行密封；中空結(jié)構(gòu)底部設(shè)置有平板熱源裝置，用于檢測天然巖芯的傳熱特性。
2.ー種天然氣水合物天然巖芯CT重整裝置的使用方法，其特征在于包括如下步驟 第一歩，將采集的天然巖芯用低溫液氮進(jìn)行泄壓降溫處理，保證不分解； 第二步，將天然巖芯裝入CT重整裝置打開CT重整裝置上端蓋，迅速將天然巖芯裝入內(nèi)管中，保證天然巖芯與橡膠材料制成的內(nèi)管緊密接觸，蓋上CT重整裝置上端蓋； 第三步，將CT重整裝置裝入CT :ニ個端蓋、外套和內(nèi)管之間構(gòu)成控溫控壓流體腔，采用一個向控溫控壓流體腔提供循環(huán)流體的恒溫流體浴槽連接循環(huán)流體進(jìn)口和循環(huán)流體出口，打開恒溫恒壓浴槽，通入低溫高壓氮?dú)?，保證其壓力與溫度天然巖芯地下埋藏條件一致；夕卜套內(nèi)壁的溫度壓カ傳感裝置檢測氮?dú)獾臏囟扰c壓カ；ニ個端蓋分別接入管線提供流體出入通道；將CT重整裝置固定在CT載物臺上； 第四步，進(jìn)行CT重整溫度壓カ參數(shù)通過平板熱源法實(shí)時采集，利用CT掃描成像裝置對過程進(jìn)行同步、可視化檢測。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然氣水合物天然巖芯CT重整裝置及方法，屬于石油科研儀器技術(shù)領(lǐng)域。該CT重整裝置內(nèi)部裝入天然氣水合物天然巖芯，置于CT載物臺上，設(shè)計(jì)壓力0～20MPa，設(shè)計(jì)溫度為-20～30℃。采用測控系統(tǒng)控制整個系統(tǒng)的壓力和溫度，再用CT進(jìn)行檢測，掃描出高質(zhì)量圖像，并對測試圖像進(jìn)行分析得出天然巖芯一系列參數(shù)。該CT重整裝置內(nèi)管采用橡膠材料，保證循環(huán)腔內(nèi)的溫度與壓力傳遞到內(nèi)管中；端蓋與外套采用鈦合金材料，既減輕重量以滿足CT要求，又保證裝置內(nèi)溫度和壓力，對CT射線無任何影響，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，能重復(fù)使用，操作方便、簡單適用。
文檔編號G01N23/04GK102636503SQ20111037985
公開日2012年8月15日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者任銘楊, 劉衛(wèi)國, 劉瑜, 宋永臣, 張毅, 張翔武, 徐坤, 戴瑜, 李奪, 楊明軍, 王大勇, 趙佳飛 申請人:大連理工大學(xué)