CN109655305B - 一种水合物反应釜取样装置及取样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水合物反应釜取样装置,包括取样杆、可视腔体和釜体连接接头,所述取样杆的一端连接有取样筒,所述可视腔体内设置有供取样杆穿过的可视腔体中通孔,所述釜体连接接头内设置有供取样杆穿过的釜体连接接头中通孔,所述釜体连接接头与反应釜釜体连接,所述取样杆和取样筒依次穿过可视腔体中通孔和釜体连接接头中通孔到达反应釜釜体内,待反应釜釜体整体内部环境达到水合物生成的压力温度环境一段时间后,旋转取样杆的后端螺纹,带动取样杆前端的取样筒向反应釜釜体的外部移动,直至将取样筒的可视筒体移动到可视腔体处,可实时取样观察水合物生成情况。
Description
技术领域
本发明涉及水合物领域,尤其涉及一种水合物反应釜取样装置及取样方法。
背景技术
天然气水合物Natural Gas Hydrate又称“可燃冰”,是由水和天然气在特定高压低温环境下形成的冰态、结晶状、超分子、笼形化合物,主要分布在水深大于300m的海洋及陆地永久冻土带,其中海洋天然气水合物资源是全球性的。天然气水合物的显著特点是分布广、储量大、高密度、高热值,1m3天然气水合物可以释放出164m3甲烷气。据估计,全球天然气水合物的资源总量换算成甲烷气体其有机碳储量相当于全球已探明矿物燃料煤炭、石油和天然气等的两倍。因此,天然气水合物被各国视为未来石油天然气的替代能源。
水合物生成需在低温高压的条件下,这就要求水合物反应釜处于密闭的状态,而伴随着水合物的逐渐形成,水合物反应釜内部各相态会发生很微妙的变化,操作人员要想及时了解水合物的生成状态就有着诸多的不便。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的之一在于提供一种水合物反应釜取样装置,其通过在取样杆上设置有可视腔体,可实时取样观察水合物生成情况。
本发明的目的之二在于提供一种水合物反应釜取样方法,其能实时取样观察水合物生成情况。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现:
一种水合物反应釜取样装置,包括取样杆、可视腔体和釜体连接接头,所述取样杆的一端连接有取样筒,所述可视腔体内设置有供取样杆穿过的可视腔体中通孔,所述釜体连接接头内设置有供取样杆穿过的釜体连接接头中通孔,所述釜体连接接头与反应釜釜体连接,所述取样杆和取样筒依次穿过可视腔体中通孔和釜体连接接头中通孔到达反应釜釜体内。
进一步地,水合物反应釜取样装置还包括连接杆、第一连接法兰、第二连接法兰和球阀,所述连接杆与所述第一连接法兰连接,所述可视腔体的一端通过第一密封垫和第一O型密封圈与所述第一连接法兰密封连接,另一端通过第二密封垫和第二O型密封圈与所述第二连接法兰密封连接;所述第一连接法兰的端部与所述第二连接法兰的端部之间通过拉杆连接;所述球阀的一端通过锥度螺纹与所述第二连接法兰密封连接,另一端通过锥度螺纹与所述釜体连接接头连接,所述连接杆内设置有连接杆中通孔,所述第一连接法兰内设置有第一法兰中通孔,所述第二连接法兰内设置有第二法兰中通孔,所述球阀内设置有球阀中通孔,所述连接杆中通孔、第一法兰中通孔、可视腔体中通孔、第二法兰中通孔、球阀中通孔和釜体连接接头中通孔依次连通形成供取样杆移动的移动通道,所述取样杆和取样筒可在所述移动通道内前后移动,所述取样杆与所述连接杆中通孔螺纹连接,所述取样杆与所述第一连接法兰中通孔之间通过第三O型密封圈密封连接。
进一步地,所述第一连接法兰上连接有回气孔接头,所述回气孔接头与所述取样杆的内腔连通,所述回气孔接头与截止阀门连接,所述截止阀门与外部压力源连通。
进一步地,所述取样筒包括上连接压盖、可视筒体和下连接压盖,所述可视筒体的一端与所述上连接压盖连接,另一端与所述下连接压盖连接,所述上连接压盖与所述取样杆连接。
进一步地,所述可视筒体为玻璃可视筒体。
进一步地,所述可视腔体的外表面套设有保护套。
进一步地,所述保护套为非金属保护套。
本发明的目的之二采用以下技术方案实现:
一种水合物反应釜取样方法,该方法的具体步骤如下:
S1、将釜体连接接头焊接于反应釜釜体上,在取样筒内装入岩样,并填充砂层,保证取样筒与反应釜釜体内生成水合物的环境相同;
S2、取样筒与取样杆的一端连接,取样杆和取样筒依次穿过可视腔体中通孔和釜体连接接头中通孔,然后再向前推动取样杆,直至取样杆和取样筒到达反应釜釜体的内部;
S3、待反应釜釜体的内部环境达到水合物生成的压力温度环境一段时间后,旋转取样杆的后端螺纹,带动取样杆上的取样筒向反应釜釜体的外部移动,直至将取样筒移动到可视腔体处,可实时取样观察水合物生成情况;
S4、确认取样筒的内部已经生成水合物后,向前推动取样杆,将取样杆上的取样筒再次推入反应釜釜体内部。
进一步地,可视腔体中通孔的一端与第一法兰中通孔和连接杆中通孔连通,另一端通过第二法兰中通孔和球阀中通孔与釜体连接接头中通孔连通;连接杆中通孔、第一法兰中通孔、可视腔体中通孔、第二法兰中通孔、球阀中通孔和釜体连接接头中通孔依次连通形成供取样杆移动的移动通道,取样杆和取样筒依次穿过连接杆中通孔、第一法兰中通孔、可视腔体中通孔、第二法兰中通孔、球阀中通孔和釜体连接接头中通孔到达反应釜釜体内。
相比现有技术,本发明的有益效果在于,所述取样杆的一端连接有取样筒,所述可视腔体内设置有供取样杆穿过的可视腔体中通孔,所述釜体连接接头内设置有供取样杆穿过的釜体连接接头中通孔,所述釜体连接接头与反应釜釜体连接,所述取样杆和取样筒依次穿过可视腔体中通孔和釜体连接接头中通孔到达反应釜釜体内,待反应釜釜体整体内部环境达到水合物生成的压力温度环境一段时间后,旋转取样杆的后端螺纹,带动取样杆前端的取样筒向反应釜釜体的外部移动,直至将取样筒的可视筒体移动到可视腔体处,可实时取样观察水合物生成情况。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,其中:
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明所述的取样筒移至可视腔体时的结构示意图。
图3为本发明所述的取样筒的结构示意图。
图4为本发明的取样装置与反应釜釜体的结构示意图。
图中:1-取样杆、2-取样筒、3-可视腔体、4-釜体连接接头、5-第一连接法兰、6-第二连接法兰、7-球阀、8-连接杆、9-第三O型密封圈、10-第一密封垫、11-第一O型密封圈、12-第二密封垫、13-第二O型密封圈、14-拉杆、15-回气孔接头、16-截止阀门、17-保护套、21-上连接压盖、22-可视筒体、23-下连接压盖、30-反应釜釜体。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-4所示,一种水合物反应釜取样装置,包括取样杆1、取样筒2、可视腔体3、釜体连接接头4、第一连接法兰5、第二连接法兰6、球阀7和连接杆8,所述取样杆1的一端与所述取样筒2连接。
具体地,所述连接杆8与所述第一连接法兰5连接,所述可视腔体3的一端通过第一密封垫10和第一O型密封圈11与所述第一连接法兰5密封连接,另一端通过第二密封垫12和第二O型密封圈13与所述第二连接法兰6密封连接,采用第一密封垫10、第二密封垫12、第一O型密封圈11和第二O型密封圈13的密封效果较佳。
具体地,所述第一连接法兰5的端部与所述第二连接法兰6的端部之间通过拉杆14连接;所述球阀7的一端通过锥度螺纹与所述第二连接法兰6密封连接,另一端通过锥度螺纹与所述釜体连接接头4连接。
具体地,所述釜体连接接头4与反应釜釜体30连接,优选地,釜体连接接头4与反应釜釜体30焊接。
具体地,所述连接杆8的内腔、第一连接法兰5的内腔、可视腔体3的内腔、第二连接法兰6的内腔、球阀7的内腔和釜体连接接头4的内腔依次连接形成供取样杆1移动的移动通道,所述取样杆1与所述取样筒2连接的一端插入所述滑动通道内。
具体地,所述取样杆1的外表面上设置有螺纹,优选地,所述螺纹为梯形螺纹,所述取样杆1与所述连接杆8的内腔螺纹连接,所述取样杆1与所述第一连接法兰5的内腔之间通过第三O型密封圈9连接。
具体地,所述第一连接法兰5上连接有回气孔接头15,所述回气孔接头15与所述取样杆1的内腔连通,所述回气孔接头15与截止阀门16连接,所述截止阀门16与外部压力源连通,通过设置有回气孔接头15和截止阀门16,能够更好地控制取样杆1内腔的压力与反应釜釜体30内部压力相同。
具体地,所述取样筒2包括上连接压盖21、可视筒体22和下连接压盖23,所述可视筒体22的一端与所述上连接压盖21连接,另一端与所述下连接压盖23连接,所述上连接压盖21与所述取样杆1连接。优选地,上连接压盖21与取样杆1之间通过螺钉连接,可视筒体22与上连接压盖21通过粘胶粘接在一起,可视筒体22与下连接压盖23通过粘胶粘接在一起,具体地,可视筒体22内部可装岩样,并填充有砂层,保证与反应釜釜体30内生成水合物的环境相同。
具体地,所述可视筒体22为玻璃可视筒体。
具体地,所述可视腔体3的外表面套设有保护套17,优选地,所述保护套17为非金属保护套,在可视腔体3外部套设有非金属护套,防止压力过高时破坏可视腔体3,防止可视腔体3内的碎片溅出。
如图1-4所示,公开了本实施例的一种水合物反应釜取样方法,该方法的具体步骤如下:
S1、将釜体连接接头4焊接于反应釜釜体30上,然后将连接杆8、第一连接法兰5、可视腔体3、第二连接法兰6、球阀7和釜体连接接头4依次安装连接且保证各部件之间无泄漏,连接杆8的内腔、第一连接法兰5的内腔、可视腔体3的内腔、第二连接法兰6的内腔、球阀7的内腔和釜体连接接头4的内腔依次连接形成供取样杆1移动的移动通道。
S2、在取样筒2内装入岩样,并填充砂层,保证取样筒2与反应釜釜体30内生成水合物的环境相同,然后将取样筒2与取样杆1的一端连接,将取样杆1插入移动通道内,向前推动取样杆1,使取样杆1和取样筒2在移动通道内移动,直至取样杆1上的取样筒2进入到反应釜釜体30的内部。
S3、待反应釜釜体30的内部环境达到水合物生成的压力温度环境一段时间后,旋转取样杆1的后端螺纹,带动取样杆1上的取样筒2向反应釜釜体30的外部移动,直至将取样筒2移动到可视腔体3处,可实时取样观察水合物生成情况。
S4、确认取样筒2内部已经生成水合物之后,向前推动取样杆1,将取样杆1上的取样筒2再次推入反应釜釜体30内部。
对本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种水合物反应釜取样装置,其特征在于:包括取样杆(1)、可视腔体(3)、釜体连接接头(4)、回气孔接头(15)、截止阀门(16)、连接杆(8)、第一连接法兰(5)、第二连接法兰(6)和球阀(7),所述第一连接法兰(5)上连接有所述回气孔接头(15);所述取样杆(1)的一端连接有取样筒(2),所述可视腔体(3)内设置有供取样杆(1)穿过的可视腔体中通孔,所述釜体连接接头(4)内设置有供取样杆(1)穿过的釜体连接接头中通孔,所述釜体连接接头(4)与反应釜釜体(30)连接,所述取样杆(1)和取样筒(2)依次穿过可视腔体中通孔和釜体连接接头中通孔到达反应釜釜体(30)内,所述取样杆(1)的内腔与所述回气孔接头(15)连通,所述回气孔接头(15)与截止阀门(16)连通,所述截止阀门(16)与外部压力源连通。
2.根据权利要求1所述的一种水合物反应釜取样装置,其特征在于:所述连接杆(8)与所述第一连接法兰(5)连接,所述可视腔体(3)的一端通过第一密封垫(10)和第一O型密封圈(11)与所述第一连接法兰(5)密封连接,另一端通过第二密封垫(12)和第二O型密封圈(13)与所述第二连接法兰(6)密封连接;所述第一连接法兰(5)的端部与所述第二连接法兰(6)的端部之间通过拉杆(14)连接;所述球阀(7)的一端通过锥度螺纹与所述第二连接法兰(6)密封连接,另一端通过锥度螺纹与所述釜体连接接头(4)连接,所述连接杆(8)内设置有连接杆中通孔,所述第一连接法兰(5)内设置有第一法兰中通孔,所述第二连接法兰(6)内设置有第二法兰中通孔,所述球阀(7)内设置有球阀中通孔,所述连接杆中通孔、第一法兰中通孔、可视腔体中通孔、第二法兰中通孔、球阀中通孔和釜体连接接头中通孔依次连通形成供取样杆(1)移动的移动通道,所述取样杆(1)和取样筒(2)可在所述移动通道内前后移动,所述取样杆(1)与所述连接杆中通孔螺纹连接,所述取样杆(1)与所述第一连接法兰中通孔之间通过第三O型密封圈(9)密封连接。
3.根据权利要求1所述的一种水合物反应釜取样装置,其特征在于:所述取样筒(2)包括上连接压盖(21)、可视筒体(22)和下连接压盖(23),所述可视筒体(22)的一端与所述上连接压盖(21)连接,另一端与所述下连接压盖(23)连接,所述上连接压盖(21)与所述取样杆(1)连接。
4.根据权利要求3所述的一种水合物反应釜取样装置,其特征在于:所述可视筒体(22)为玻璃可视筒体。
5.根据权利要求1所述的一种水合物反应釜取样装置,其特征在于:所述可视腔体(3)的外表面套设有保护套(17)。
6.根据权利要求5所述的一种水合物反应釜取样装置,其特征在于:所述保护套(17)为非金属保护套。
7.一种水合物反应釜取样方法,其应用于如权利要求1至权利要求6任一项所述的一种水合物反应釜取样装置,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将釜体连接接头(4)焊接于反应釜釜体(30)上,在取样筒(2)内装入岩样,并填充砂层,保证取样筒(2)与反应釜釜体(30)内生成水合物的环境相同;
S2、取样筒(2)与取样杆(1)的一端连接,取样杆(1)和取样筒(2)依次穿过可视腔体中通孔和釜体连接接头中通孔,然后再向前推动取样杆(1),直至取样杆(1)和取样筒(2)到达反应釜釜体(30)的内部;
S3、待反应釜釜体(30)的内部环境达到水合物生成的压力温度环境一段时间后,旋转取样杆(1)的后端螺纹,带动取样杆(1)上的取样筒(2)向反应釜釜体(30)的外部移动,直至将取样筒(2)移动到可视腔体(3)处,可实时取样观察水合物生成情况;
S4、确认取样筒(2)的内部已经生成水合物后,向前推动取样杆(1),将取样杆(1)上的取样筒(2)再次推入反应釜釜体(30)内部。
8.根据权利要求7所述的一种水合物反应釜取样方法,其特征在于:可视腔体中通孔的一端与第一法兰中通孔和连接杆中通孔连通,另一端通过第二法兰中通孔和球阀中通孔与釜体连接接头中通孔连通;连接杆中通孔、第一法兰中通孔、可视腔体中通孔、第二法兰中通孔、球阀中通孔和釜体连接接头中通孔依次连通形成供取样杆(1)移动的移动通道,取样杆(1)和取样筒(2)依次穿过连接杆中通孔、第一法兰中通孔、可视腔体中通孔、第二法兰中通孔、球阀中通孔和釜体连接接头中通孔到达反应釜釜体(30)内。
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