一种核磁共振测试工装的制作方法

本发明涉及含油污水处理设备，具体地，涉及一种核磁共振测试工装。

背景技术：

1、在煤层气勘探开发过程中，煤中含水率和甲烷含量是评价煤层含水特征和含气性的重要参数。众所周知，煤体中的水以自由水或束缚水的形式分布在孔隙中，煤体中的甲烷一是吸附在颗粒的表面，二是以游离态分布在孔隙中。一般情况下，通过核磁共振测试煤中的甲烷和水的含量存在二者难以区分的问题，即甲烷和水均含氢信号，常规的一维核磁共振难以对煤体中的甲烷和水进行有效的区分，结合二维核磁共振分析分方法能够对煤体中的甲烷和水进行定量测定。

2、在现有的测试工装中，磁体温度设置为在较高的正温，且放入仪器检测的样品不能有磁性，除样品外不可放入同样含有氢元素的物质，核磁仪器样品容纳腔内的装置材料不能含有氢元素，否则样品中的氢质子信号与其他物质的氢核信号无法区分。对煤中甲烷和水含量的测定则需要采用高压高温，而目前的现有的测试工装中的陶瓷管无法满足在温压条件下使用核磁共振仪进行测试工作的要求。

3、因此，有必要研发一种核磁共振测试工装，以解决现有技术存在的以上技术问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种核磁共振测试工装，该核磁共振测试工装能够将在高温高压情况下，利用低场核磁共振测试仪对煤体中含水率和甲烷含量进行测试，结构简单，操作便捷，准确率高，测试效果好。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供一种核磁共振测试工装，包括核磁共振测试主体、设置在核磁共振测试主体的放置腔内的管体以及与所述管体连接的进气系统和循环系统，所述管体包括形成为两端开口的管体主体、连接在所述管体主体的两端的底盖和顶盖以及设置在所述管体主体内侧的液体循环腔，所述液体循环腔与所述底盖和所述顶盖围合形成样品容纳腔，所述顶盖上设有循环腔进液管、循环腔出液管和气管，所述循环腔进液管和所述循环腔出液管分别与所述液体循环腔连通，且所述循环腔进液管和所述循环腔出液管与所述循环系统连接，所述气管与所述样品容纳腔连通，且与所述进气系统连接。

3、在一些实施例中，所述进气系统包括样品罐，所述样品罐与所述气管间设有进气管路，所述进气管路上从所述样品罐至所述气管间依次设有气泵、第二气阀、排气管以及压力表，所述排气管上设有第一气阀。

4、在一些实施例中，所述第二气阀的数量为两个，两个所述第二气阀分别设于所述排气管的两侧。

5、在一些实施例中，所述压力表与数据采集器信号连接，所述数据采集器与控制系统信号连接。

6、在一些实施例中，所述循环系统包括连接在所述循环腔进液管和所述循环腔出液管间的第一管路，所述第一管路上设有循环泵、制冷器以及设置在所述制冷器的两侧的第一液阀。

7、在一些实施例中，所述循环泵和所述循环腔出液管间设有第二管路，所述第二管路上设有加热器以及设于所述加热器的两侧的第二液阀。

8、在一些实施例中，所述循环系统还包括温度探头以及与所述温度探头电性连接的外部温度监测器，所述温度探头设于所述循环腔出液管内，所述外部温度监测器与数据采集器信号连接。

9、在一些实施例中，所述底盖和所述顶盖上均设有密封凸台，所述管体主体的两端设有与所述密封凸台相适配的密封槽，所述密封凸台上设有密封圈。

10、在一些实施例中，所述管体主体包括基层以及设于所述基层外周面上的陶瓷复合纤维层，所述基层采用钛合金成型，所述陶瓷复合纤维层中的纤维选自sic纤维、c纤维、al2o3纤维、硅氧烷纤维和莫来石纤维中的至少一种。

11、在一些实施例中，所述液体循环腔内还设有扰流结构，所述扰流结构形成为格栅状、圆扇形或蜗轮形，所述扰流结构适于引导液体并能够形成局部紊流。

12、通过上述技术方案，本发明将煤体样品放置在样品容纳腔内后，利用进气系统和循环系统使得样品容纳腔内的温度和压力达到设计要求，再通过核磁共振测试主体连续采集煤体样品的信号值，进而获得核磁共振二维图谱，从而确定煤体样品中所含的甲烷和水的含量。

13、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种核磁共振测试工装，其特征在于，包括核磁共振测试主体(2)、设置在核磁共振测试主体(2)的放置腔(201)内的管体(1)以及与所述管体(1)连接的进气系统(3)和循环系统(4)，所述管体(1)包括形成为两端开口的管体主体(101)、连接在所述管体主体(101)的两端的底盖(105)和顶盖(104)以及设置在所述管体主体(101)内侧的液体循环腔(103)，所述液体循环腔(103)与所述底盖(105)和所述顶盖(104)围合形成样品容纳腔(102)，所述顶盖(104)上设有循环腔进液管(108)、循环腔出液管(109)和气管(107)，所述循环腔进液管(108)和所述循环腔出液管(109)分别与所述液体循环腔(103)连通，且所述循环腔进液管(108)和所述循环腔出液管(109)与所述循环系统(4)连接，所述气管(107)与所述样品容纳腔(102)连通，且与所述进气系统(3)连接。

2.根据权利要求1所述的核磁共振测试工装，其特征在于，所述进气系统(3)包括样品罐(301)，所述样品罐(301)与所述气管(107)间设有进气管路(302)，所述进气管路(302)上从所述样品罐(301)至所述气管(107)间依次设有气泵(303)、第二气阀(306)、排气管(304)以及压力表(307)，所述排气管(304)上设有第一气阀(305)。

3.根据权利要求2所述的核磁共振测试工装，其特征在于，所述第二气阀(306)的数量为两个，两个所述第二气阀(306)分别设于所述排气管(304)的两侧。

4.根据权利要求2所述的核磁共振测试工装，其特征在于，所述压力表(307)与数据采集器(6)信号连接，所述数据采集器(6)与控制系统(5)信号连接。

5.根据权利要求1所述的核磁共振测试工装，其特征在于，所述循环系统(4)包括连接在所述循环腔进液管(108)和所述循环腔出液管(109)间的第一管路(401)，所述第一管路(401)上设有循环泵(402)、制冷器(404)以及设置在所述制冷器(404)的两侧的第一液阀(405)。

6.根据权利要求5所述的核磁共振测试工装，其特征在于，所述循环泵(402)和所述循环腔出液管(109)间设有第二管路(403)，所述第二管路(403)上设有加热器(407)以及设于所述加热器(407)的两侧的第二液阀(408)。

7.根据权利要求5所述的核磁共振测试工装，其特征在于，所述循环系统(4)还包括温度探头(409)以及与所述温度探头(409)电性连接的外部温度监测器(406)，所述温度探头(409)设于所述循环腔出液管(109)内，所述外部温度监测器(406)与数据采集器(6)信号连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的核磁共振测试工装，其特征在于，所述底盖(105)和所述顶盖(104)上均设有密封凸台(106)，所述管体主体(101)的两端设有与所述密封凸台(106)相适配的密封槽，所述密封凸台(106)上设有密封圈。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的核磁共振测试工装，其特征在于，所述管体主体(101)包括基层(1011)以及设于所述基层(1011)外周面上的陶瓷复合纤维层(1012)，所述基层(1011)采用钛合金成型，所述陶瓷复合纤维层(1012)中的纤维选自sic纤维、c纤维、al2o3纤维、硅氧烷纤维和莫来石纤维中的至少一种。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的核磁共振测试工装，其特征在于，所述液体循环腔(103)内还设有扰流结构，所述扰流结构形成为格栅状、圆扇形或蜗轮形，所述扰流结构适于引导液体并能够形成局部紊流。

技术总结
本发明涉及核磁共振测试设备，公开了一种核磁共振测试工装，包括核磁共振测试主体、设置在核磁共振测试主体的放置腔内的管体以及与管体连接的进气系统和循环系统，管体包括形成为两端开口的管体主体、连接在管体主体的两端的底盖和顶盖以及设置在密封槽内侧的液体循环腔，液体循环腔与底盖和顶盖围合形成样品容纳腔，顶盖上设有循环腔进液管、循环腔出液管和气管，循环腔进液管和循环腔出液管分别与液体循环腔连通，且循环腔进液管和循环腔出液管与循环系统连接，气管与样品容纳腔连通，且与进气系统连接。本发明的核磁共振测试工装的结构简单，操作便捷，使用效果好。

技术研发人员：刘成,张铜耀,马立涛,龚胜利,史长林,陈博源,黄英
受保护的技术使用者：中海油能源发展股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17