一种水合物沉积层在线取心测试系统的制作方法

本发明涉及能源试验检测领域，尤其涉及一种水合物沉积层在线取心测试系统。

背景技术：

天然气水合物沉积是是世界重要的甲烷来源,深藏于海底,也因其不稳定和释放甲烷而存在潜在的危害,这一过程可能由于海底斜坡不稳定、海底设施及全球变化而造成的。目前,我们对水合物沉积层物理性质的认识主要通过对纯水合物的实验进行理论研究以及对有限的水合物岩心的观察和现场测量得到的。因此,我们急需更进一步地了解水合物沉积层的性质和稳定性。

研究天然气水合物沉积层在自然环境条件下的不稳定性需要进行专门的实验室研究。一般采用压力取心技术来获取水合物样品,并且用船载的样品传送容器,实现这些目的的技术已大大进步了,需要尽可能地搞清楚天然气水合物的自然特性及压在样品内的天然气水合物在减压、打开容器或重复抽样之前的性质。有了描述处在压力取心筒内的气体水合物的岩石物理特性的能力,也就为描述它们的自然状态和非自然状态的物理性提供了途径。

为了这一目的,在实验室里沉积范围内制作一定量的合成气体水合物形态进行在线取心测试,这样将能够对水合物样品进行分类并确定其特性。当对水合物的特性进行地球物物理模拟分析透以后,就能在释压和分离之前,对取样过程提供指导,使用这些稀有而宝贵的岩心样品,将会使船上的科学工作计划更加周密，这些分析数据将为水合物沉积层的地球物理特性分析提供更好的基础,提高地质探测数据的精度,还能更好地评估原状水合物物地层,它们还将为评价水合物地层的稳定性以及它们对环境变化所起的作用提供更准确的数据。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种水合物沉积层在线取心测试系统，解决在线生成水合物沉积层时，无法及时并稳定连续接触式测试水合物沉积层的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种水合物沉积层在线取心测试系统，其创新点在于：包括测试釜、制冷室、注气机构、注液机构、动力模块、取样模块和超声波模块；

所述测试釜设置在制冷室内，所述测试釜包括釜体、上端塞、下端塞和侧塞；所述釜体呈圆柱筒状结构且釜体的侧边呈180°设置有一对侧塞安装孔，上端塞、下端塞分别设置在釜体的上、下两端，侧塞安装在侧塞安装孔上；所述上端塞上设置有注气流道、注液流道和取样通孔，所述注气流道连接在注气机构上，所述注液流道连接在注液机构上，所述取样模块穿过上端塞的取样通道延伸至釜体内；所述侧塞上水平设置有超声波模块通道，所述超声波模块穿过侧塞上的超声波模块通道延伸至釜体内；

所述动力模块连接在取样模块和超声波模块上，动力模块驱动超声波模块在水平方向移动，动力模块驱动取样模块在竖直方向移动。

进一步的，所述动力模块包括驱动电机、减速器、丝杆螺母副、导向杆、滑套和螺旋编码器；所述驱动电机的输出端连接在减速器上，减速器的输出端与丝杆螺母副的丝杆相连驱动丝杆旋转，所述丝杆螺母副穿过螺旋编码器与取样模块或超声波模块相连；所述导向杆一端连接在螺旋编码器上，导向杆另一端连接在上端塞或侧塞上；所述滑套与导向杆配合，滑套上设置有丝杆螺母副的螺母，丝杆螺母副的螺母在驱动电机的驱动下带动滑套沿着导向杆往复移动；所述取样模块或超声波模块与滑套相连。

进一步的，所述注气机构包括高压气源、调压阀和定量缸；所述高压气源与调压阀依次串联连接在注气流道上，所述定量缸通过管道并联在调压阀与注气流道之间。

进一步的，所述注液机构包括注液泵，所述注液泵通过管道连接在上端塞的注液流道上。

进一步的，所述下端塞上设置有若干延伸至釜体内的饱和度检测探头，饱和度检测探头通过数据线连接在一饱和度测试器上。

进一步的，所述超声波模块上设置有第一超声波探头，所述釜体的外壁上设置有第二超声波探头，所述第一超声波探头与第二超声波探头均通过数据线连接在一声波数据分析器上。

本发明的优点在于：

1）本发明中测试釜能够在多个温度、压力和饱和度情况下生成不同性质的水合物沉积层，采用两组超声波探头，既能对生成的水合物沉积层进行非接触式超声波检测分析，又能对生成的水合物沉积层取样进行接触式超声波检测分析；该测试系统可测试在不同条件下生成的水合物沉积层的详细数据，在保压、保温的情况下测试的过程更加稳定，测试的数据精确度更高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的一种水合物沉积层在线取心测试系统的立体结构图。

图2为本发明的一种水合物沉积层在线取心测试系统的连接图。

图3为本发明的一种水合物沉积层在线取心测试系统的剖视图。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1至图3所示的一种水合物沉积层在线取心测试系统，包括测试釜1、制冷室2、注气机构3、注液机构4、动力模块5、取样模块6和超声波模块7。

测试釜1设置在制冷室2内，测试釜1包括釜体11、上端塞12、下端塞13和侧塞14；所述釜体11呈圆柱筒状结构且釜体11的侧边呈180°设置有一对侧塞安装孔，上端塞12、下端塞13分别设置在釜体11的上、下两端，侧塞14安装在侧塞安装孔上；所述上端塞12上设置有注气流道15、注液流道16和取样通孔，所述注气流道15连接在注气机构3上，所述注液流道16连接在注液机构4上，所述取样模块6穿过上端塞12的取样通道延伸至釜体11内；所述侧塞14上水平设置有超声波模块通道，所述超声波模块7穿过侧塞14上的超声波模块通道延伸至釜体11内。

动力模块5连接在取样模块6和超声波模块7上，动力模块5驱动超声波模块7在水平方向移动，动力模块5驱动取样模块6在竖直方向移动。

动力模块5包括驱动电机51、减速器52、丝杆螺母副53、导向杆54、滑套55和螺旋编码器56；所述驱动电机51的输出端连接在减速器52上，减速器52的输出端与丝杆螺母副53的丝杆531相连驱动丝杆531旋转，所述丝杆螺母副53穿过螺旋编码器56与取样模块6或超声波模块7相连；所述导向杆54一端连接在螺旋编码器56上，导向杆54另一端连接在上端塞12或侧塞14上；所述滑套55与导向杆54配合，滑套55上设置有丝杆螺母副53的螺母532，丝杆螺母副53的螺母532在驱动电机51的驱动下带动滑套55沿着导向杆54往复移动；所述取样模块6或超声波模块7与滑套55相连。

注气机构3包括高压气源31、调压阀32和定量缸33；所述高压气源31与调压阀32依次串联连接在注气流道15上，所述定量缸33通过管道并联在调压阀32与注气流道15之间。

注液机构4包括注液泵41，所述注液泵41通过管道连接在上端塞12的注液流道16上。

下端塞13上设置有若干延伸至釜体11内的饱和度检测探头17，饱和度检测探头17通过数据线连接在一饱和度测试器8上。

超声波模块7上设置有第一超声波探头71，所述釜体11的外壁上设置有第二超声波探头72，所述第一超声波探头71与第二超声波探头72均通过数据线连接在一声波数据分析器9上。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。