CN109668891A - 水合物的样品观测装置和显微观测模块以及显微观测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水合物制备的技术领域，具体地涉及一种水合物的样品观测装置和显微观测模块以及显微观测系统。所述样品观测装置包括耐压放样构件和用于固定所述耐压放样构件的固定件，所述耐压放样构件设置有进液口(30)、出液口(29)和能够容纳所述水合物的样品室(32)，所述样品室(32)设置为能够分别通过所述进液口和出液口与外部的用于产生所述水合物的高压反应模块(34)连通，所述固定件设置有容纳孔，所述耐压放样构件安装于所述容纳孔中，所述样品室设置为分别与所述进液口和所述出液口连通的通道。该样品观测装置设有独立于高压反应模块设置的样品室，从而实现了通过该样品室来完成对流体流动状态下的水合物进行显微观测。

Description

水合物的样品观测装置和显微观测模块以及显微观测系统

技术领域

本发明涉及水合物制备的技术领域，具体地涉及一种水合物的样品观测装置和显微观测模块以及显微观测系统。

背景技术

天然气水合物(Gas Hydrate)俗称“可燃冰”，是一种由气体分子与水分子共同形成的类冰状晶体，其中，水分子作为主体，可通过氢键产生不同的笼型，气体分子作为客体被包在笼中，并且，每个笼子能且只能包一个客体分子，通过主客体之间的相互作用，使得水合物形成一种稳定构造。自然界中，天然气水合物主要赋存于海底沉积物和永久冻土带，主要成分是甲烷，并且，1立方米的天然气水合物在常温常压下可分解出约164立方米的天然气，因此，在同等条件下，“可燃冰”燃烧产生的能量比其他化石燃料高出数十倍，并且绿色清洁，具有巨大的开发价值。

由于在低温高压下形成的天然气水合物对温度和压力的变化十分敏感，在开采过程中不合理的人工操作引起的水合物相变可能会导致储层结构被破坏，严重影响水合物的开采。目前，天然气水合物的开采仍处于初步阶段，水合物的开发尚未形成一套成熟的标准，主要处于室内实验研究阶段，通过设计水合物实验，从微观角度来观察不同温压下的水合物晶体的生长聚集情况。

现阶段，关于水合物的显微观测研究主要在集中在水合物的生成、聚集以及分解过程。目前，水合物观察的实验装置大多是在反应装置中直接进行水合物形态的观测，主要包括两种情况：一种是在反应釜的侧壁上设有观察窗，水合物的形态是借助观察窗直接进行观测得到的，但是，当水合物达到能够被观测到的程度时，往往反应釜中已经生成了大量肉眼可见的水合物，由此导致了水合物生成的观测结果中存在实时性较差及相平衡检测精度较低的问题；另一种情况是实验装置中含有显微设备，这种情况下虽然也可以及时观察到水合物的微观形态，但在该显微观测系统中，样品观测装置即为水合物反应装置，其中的刻蚀玻璃内腔体积最多只有几毫升，无法精确通过压力变化测出水合物的生成量。同时，该类显微观测系统只能观测静态的水合物生成分解情况，不能观测流体流动状态下的水合物生成聚集情况。

因此，需要研发一种水合物的微观观测系统，提高观测水合物生成的实时性，同时可以较为精确地测出不同条件下水合物的生成量，提高观测质量，便捷、精确地采集水合物的微观信息。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的因在反应装置中直接进行水合物显微形貌的观测而导致无法观察水合物流动状态下生成分解情况、相平衡检测精度低的问题，提供了一种水合物的样品观测装置和显微观测模块以及显微观测系统，该水合物的样品观测装置设置有样品室，能够容纳高压反应模块生成的水合物，使得水合物能够在独立于所述高压反应模块的样品室中完成显微观测，提高了相平衡的检测精度，并且，独立的样品观测装置可以用来观测流体流动状态下的水合物生成聚集情况。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种水合物的样品观测装置，所述样品观测装置包括耐压放样构件和用于固定所述耐压放样构件的固定件，所述耐压放样构件设置有进液口、出液口和能够容纳所述水合物的样品室，所述样品室设置为能够分别通过所述进液口和出液口与外部的用于产生所述水合物的高压反应模块连通，所述固定件设置有容纳孔，所述耐压放样构件安装于所述容纳孔中，所述样品室设置为分别与所述进液口和所述出液口连通的通道。

优选地，所述样品室包括多个通道，多个所述通道之间彼此隔离或多个所述通道中的至少部分所述通道之间彼此连通。

优选地，所述耐压放样构件包括透明片和加压组件，所述透明片的内部形成有所述样品室，所述透明片安装于所述容纳孔中，所述加压组件设置在所述透明片的外部并位于所述透明片的上下两侧且能够对所述透明片施加朝向所述透明片的压力。

优选地，所述加压组件包括加压液、上耐压透明片和下耐压透明片，所述上耐压透明片和下耐压透明片均密封安装于所述容纳孔中并与所述透明片保持间隔，其中，所述上耐压透明片位于所述透明片的上方，以使得所述容纳孔的内壁、所述上耐压透明片和所述透明片之间形成封闭的上加压腔，所述下耐压透明片位于所述透明片的下方，以使得所述容纳孔的内壁、所述下耐压透明片和所述透明片之间形成封闭的下加压腔，所述上加压腔和下加压腔均用于容纳所述加压液；和/或，所述固定件包括可拆卸地安装的上盖和下盖，所述透明片与所述上盖进行可拆卸地密封连接，所述上耐压透明片与所述上盖密封连接，所述下耐压透明片与所述下盖密封连接。

本发明第二方面提供了一种水合物的显微观测模块，所述显微观测模块包括显微观测仪器、光源和所述的水合物的样品观测装置，所述显微观测仪器设置在所述容纳孔的一侧，所述光源设置在所述容纳孔的另一侧。

本发明第三方面还提供了一种水合物的显微观测系统，所述显微观测系统包括高压反应模块、流体输送模块、控制模块和所述的显微观测模块，所述高压反应模块包括进口和出口，所述进口与所述出液口连通，所述出口通过所述流体输送模块与所述进液口连通，所述流体输送模块设置为能够将所述高压反应模块与所述显微观测模块之间形成使所述水合物经所述进液口流入所述样品室后由所述出液口流出的单向循环回路，所述控制模块包括控制单元，所述控制单元用于控制所述高压反应模块的反应条件、所述流体输送模块所输送的所述水合物的温度以及所述显微观测模块中的流经所述样品室的所述水合物的温度。

优选地，所述流体输送模块包括泵送装置和回压阀，所述泵送装置分别与所述出口和所述进液口连通，所述回压阀设置在位于所述泵送装置与所述进液口之间的管路上；和/或，所述显微观测系统包括冷库，所述冷库设置为能够放置所述高压反应模块、流体输送模块与显微观测模块并进行制冷处理，所述控制单元与所述冷库电连接，以控制所述冷库的温度。

优选地，所述控制模块包括显示器，所述控制单元与所述显微观测仪器电连接，以使得所述显微观测仪器能够将观测到的图像信息转换成电信号发送到所述控制单元，所述控制单元与所述显示器连接，以使得所述控制单元能够根据接收到的所述电信号控制所述显示器显示出相应的图像信息；和/或，所述高压反应模块包括反应釜，所述入口设置在所述反应釜的下部，所述出口设置在所述反应釜的上部。

优选地，所述高压反应模块包括气源、液源、阀门和反应釜，所述反应釜包括反应容器、搅拌器、扭矩传感器以及连接于所述反应容器顶部的驱动装置，所述搅拌器设置在所述反应容器的内部并与所述驱动装置的主动轴可传递转矩的连接，所述扭矩传感器设置在所述主动轴上，所述控制单元与所述扭矩传感器电连接，以测量所述主动轴的扭矩，所述反应容器顶部设有用于分别连通所述气源和所述液源的入料口，所述阀门分别设置在所述入料口与所述液源之间以及所述入料口与所述气源之间，所述控制单元与所述反应容器电连接，以测量所述反应容器的内部的温度和压力。

优选地，所述高压反应模块包括沿所述气源中的气体流向依次连接于所述阀门和所述气源之间的储气罐以及压力传感器，所述控制单元和所述压力传感器电连接，以测量所述储气罐的排气通道中的气压。

通过上述技术方案，本发明提供了一种水合物的样品观测装置和显微观测模块以及显微观测系统，该样品观测装置设置有样品室，为水合物提供了独立于高压反应模块(水合物的反应场所)的观测场所，能够直接对耐压放样构件之间的样品室进行观测，从而提高了水合物相平衡的检测精度；而且，样品观测装置的样品室与高压反应模块连通，使得高压反应模块中生产的水合物样品能够流经样品室，从而能够从样品室中观测的水合物显微形貌中及时掌握高压反应模块中的水合物的微观信息，提高了观测水合物的实时性；同时，独立于高压反应模块的样品观测装置还可以用于观测流体流动状态下水合物颗粒的生成聚集情况。

附图说明

图1是本发明提供的一种水合物的显微观测系统的流程图；

图2是本发明提供的一种水合物的显微观测系统的结构示意图；

图3是本发明提供的一种水合物的显微观测模块的结构示意图；

图4是本发明提供的一种水合物的下耐压透明片的结构示意图。

附图标记说明

1、气瓶；2、减压阀；3、阀门；4、储气罐；5、压力传感器；6、动力马达；7、扭矩传感器；8、转速计数器；9、温度传感探头；10、增压泵；11、显微观测模块；12、回压阀；13、泵送装置；14、控制单元；15、显示器；16、冷库；17、光源；18、显微观测仪器；19、上盖；21、下盖；22、上耐压透明片；23、下耐压透明片；24、透明片；25、上加压腔；26、下加压腔；27、密封圈；28、紧固件；29、出液口；30、进液口；31、压板；32、样品室；33、流体输送模块；34、高压反应模块；35、控制模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种水合物的样品观测装置，如图3和4所示，所述样品观测装置包括耐压放样构件和用于固定所述耐压放样构件的固定件，所述耐压放样构件设置有进液口30、出液口29和能够容纳所述水合物的样品室32，所述样品室32设置为能够分别通过所述进液口30和出液口29与外部的用于产生所述水合物的高压反应模块34连通，所述固定件设置有容纳孔，所述耐压放样构件安装于所述容纳孔中，所述样品室32设置为分别与所述进液口30和所述出液口29连通的通道。

通过上述技术方案，本发明提供了一种水合物的样品观测装置和显微观测模块以及显微观测系统，该样品观测装置设置有样品室，为水合物提供了独立于高压反应模块(水合物的反应场所)的观测场所，能够直接对耐压放样构件之间的样品室进行观测，从而提高了水合物相平衡的检测精度；而且，样品观测装置的样品室与高压反应模块连通，使得高压反应模块中生产的水合物样品能够流经样品室，从而能够从样品室中观测的水合物显微形貌中及时掌握高压反应模块中的水合物的微观信息，提高了观测水合物的实时性。

为了满足从微观角度观察水合物在不同温压条件下不同溶液中的生长聚集情况，样品室32可以根据实验需求设计为各种合理的形状。例如，为了满足模拟水合物在水合物储层中不同孔隙流动情况，可以将样品室32设计为不同形状大小的管道(例如，不同管径、不同形状的管路和孔隙)，值得注意的是，该样品室还能够通过合理设计各个管道之间是否连通来模拟水合物聚集堵塞状况，从而该样品观测装置为水合物相关研究提供了一种更加简便、高效、直观的研究观察方式，并且为流动保障领域的研究提供一定指导作用。具体的，如图4所示，所述样品室32包括多个通道，多个所述通道之间彼此隔离或多个所述通道中的至少部分所述通道之间彼此连通。

根据本发明，耐压放样构件的设置方式不受特别的限制，只要能够允许高压反应模块产生的水合物能够安全流过样品室以完成显微观测即可。例如，耐压放样构件可以采用耐压透明片作为材质，例如采用耐压玻璃或者其他透明的耐压高分子板材，通过在耐压模板内部形成样品室，以使得高压反应模块产生的水合物能够安全流入并进行显微观测。优选地，耐压放样构件也可以采用采用普通的透明片作为材质，以兼顾加工工艺和制作成本。但是，由于高压反应模块34处于高压状态，使得与高压反应模块34连通的样品室32必须要满足耐高压的使用需求，因此，该普通的透明片必须通过外部结构施加朝向所述透明片的力以平衡样品室32内的高压作用。例如，所述耐压放样构件包括透明片24和加压组件，所述透明片24的内部形成有所述样品室32，所述透明片24安装于所述容纳孔中，所述加压组件设置在所述透明片24的外部并位于所述透明片24的上下两侧且能够对所述透明片24施加朝向所述透明片24的压力，同时，该透明片可根据实验需求自行设定为不同管径、不同形状的管路和孔隙。

进一步的，所述加压组件包括加压液、上耐压透明片22和下耐压透明片23，所述上耐压透明片22和下耐压透明片23均密封安装于所述容纳孔中并与所述透明片24保持间隔，其中，所述上耐压透明片22位于所述透明片24的上方，以使得所述容纳孔的内壁、所述上耐压透明片22和所述透明片24之间形成封闭的上加压腔25，所述下耐压透明片23位于所述透明片24的下方，以使得所述容纳孔的内壁、所述下耐压透明片23和所述透明片24之间形成封闭的下加压腔26，所述上加压腔25和下加压腔26均用于容纳所述加压液。通过上加压腔25和下加压腔26中加入加压液，使得上加压腔25中的加压液对透明片24的顶面施加朝向透明片24的压力(该压力为图3所示的竖直向下的方向)，下加压腔26的加压液对透明片24施加朝向透明片24的压力，从而使得透明片24能够在上下加压腔内的加压液的压力作用下具有耐高压性能，安全可靠；而且，采用耐压透明片与固定件作为上下加压腔的部分壁，保证了上下加压腔的承压能力，安全可靠。

值得一提的是，为了保证观测结果的精准性，避免因样品室的损耗而带来观测误差，样品观测装置需要定期更换。为了降低更换成本，样品观测装置可以采用可拆卸结构，以便于单独更换透明片即可满足样品室的使用需求。例如，所述固定件包括可拆卸地安装的上盖19和下盖21，所述透明片24与所述上盖19进行可拆卸地密封连接，所述上耐压透明片22与所述上盖19密封连接，所述下耐压透明片23与所述下盖21密封连接。其中，上盖19和下盖21之间可以根据实际需求采用各种合理的设置方式，例如，上盖19和下盖21采用面接触的方式设置并通过螺栓螺母组件进行可拆卸连接；进一步的，如图3所示，下盖21的上表面设置有用于安装密封圈27的圆形凹槽，以确保上盖和下盖之间的密封性良好。此外，上盖19和透明片之间可以根据实际需求采用各种合理的设置方式，例如，可以采用面接触的方式设置并通过紧固件28进行可拆卸连接；例如，如图3和4所示，透明片可以设为方形，其中，进液口和出液口设置在两个不相邻的直角处，另外两个直角处设置安装孔，该安装孔与样品室不连通，上盖19设置有与该安装孔对应设置的通孔，紧固件贯穿该通孔和安装孔以组装透明片与上盖，便于拆卸与更换，提高了固定件以及上下耐压透明片的可重复利用率，降低成本；进一步的，紧固件可以采用压紧螺母抵住透明片的表面，具体的，所述耐压放样构件还包括压板31，所述压板31设置在所述下加压腔26中，所述压板31设置为中空的环形结构，所述压板31上设置有通孔，压紧螺母的头部抵靠在压板的底壁，压紧螺母的尾部贯穿压板31上的通孔并抵靠在透明片的底壁，从而更好地固定透明片；更进一步地，上盖的下表面设置有用于安装密封圈27的圆形凹槽，以确保上盖和透明片之间的密封性良好。此外，上耐压透明片22与所述上盖19之间可以根据实际需求采用各种合理的设置方式，例如，在上耐压透明片22的圆周壁与容纳孔的内壁之间设置密封圈，以保证上加压腔的密封性良好；进一步的，也可以采用可拆卸式连接，例如，通过螺栓螺母组件进行连接。当然，下耐压透明片与下盖之间也可进行与上耐压透明片22与所述上盖19之间的类似设置。

本发明第二方面还提供了一种水合物的显微观测模块，如图3所示，所述显微观测模块11包括显微观测仪器18、光源17和所述的水合物的样品观测装置，所述显微观测仪器18设置在所述容纳孔的一侧，所述光源17设置在所述容纳孔的另一侧。通过上述技术方案，本发明提供了一种水合物的显微观测模块，通过在样品观测装置设置有样品室，为水合物提供了独立于高压反应模块(水合物的反应场所)的观测场所，能够通过显微观测仪器直接对耐压放样构件之间的样品室进行观测，从而提高了水合物相平衡的检测精度，提高了观测水合物的实时性。进一步的，显微观测仪器18设置在所述容纳孔的上方，所述光源17设置在所述容纳孔的下方，便于观察。

本发明第三方面还提供了一种水合物的显微观测系统，如图1和2所示，所述显微观测系统包括高压反应模块34、流体输送模块33、控制模块35和所述的显微观测模块11，所述高压反应模块34包括进口和出口，所述进口与所述出液口29连通，所述出口通过所述流体输送模块33与所述进液口30连通，所述流体输送模块33设置为能够将所述高压反应模块34与所述显微观测模块11之间形成使所述水合物经所述进液口30流入所述样品室32后由所述出液口29流出的单向循环回路，所述控制模块35包括控制单元14，所述控制单元14用于控制所述高压反应模块34的反应条件、所述流体输送模块33所输送的所述水合物的温度以及所述显微观测模块11中的流经所述样品室32的所述水合物的温度。

通过上述技术方案，本发明提供了一种水合物的显微观测系统，通过在样品观测装置设置有样品室，为水合物提供了独立于高压反应模块(水合物的反应场所)的观测场所，能够通过流体输送模块33将高压反应模块中产生的水合物输送到样品室并经由出液口回到高压反应模块，在不改变高压反应模块中的各个反应物的量和反应条件的情况实现直接对耐压放样构件之间的样品室进行观测，从而提高了水合物相平衡的检测精度，提高了观测水合物的实时性。

为了保证高压反应模块中的水合物能够沿上述单向循环回路进行单向输送，并且提高输送效率，所述流体输送模块33包括泵送装置13和回压阀12，所述泵送装置13分别与所述出口和所述进液口30连通，所述回压阀12设置在位于所述泵送装置13与所述进液口30之间的管路上。其中，所述固定件上形成有流体通道，该流体通道的一端连接于所述进液口30，所述流体通道的另一端设置为阀门接口，以便于固定件与管路之间的连接。

为了确保流动的水合物的稳定性，必须使水合物始终处于设定温度，尤其是流出高压反应模块后的水合物的温度，所述显微观测系统可以对水合物进行全时段制冷处理。例如，所述显微观测系统包括冷库16，所述冷库16设置为能够放置所述高压反应模块34、流体输送模块33与显微观测模块11并进行制冷处理，所述控制单元14与所述冷库16电连接，以控制所述冷库16的温度。

为了便于观测和记录水合物流经样品室时观测到的显微信息，所述控制模块35包括显示器15，所述控制单元14与所述显微观测仪器18电连接，以使得所述显微观测仪器18能够将观测到的图像信息转换成电信号发送到所述控制单元14，所述控制单元14与所述显示器15连接，以使得所述控制单元14能够根据接收到的所述电信号控制所述显示器15显示出相应的图像信息。

以反应釜作为反应场所为例，气源位于反应釜的上方，液源位于反应釜的下方，气源和液源的接触处始终以尚未反应的气源和液源为主，并不能代表整个反应釜中的水合物的生成情况。因此，为了精确掌握反应釜中的水合物的生成情况，避免反应釜中的位于该接触处位置处的单一气源或者液源流入样品室而对观测结果造成不良影响，从而提高了观测水合物的实时性。例如，所述高压反应模块34包括反应釜，所述入口设置在所述反应釜的下部，所述出口设置在所述反应釜的上部，使得流出高压反应模块的液体中，从而提高了观测水合物的精准性和实时性。

根据本发明，高压反应模块34中的水合物的生产试验的反应条件不受具体特别的限制，只要能够生产水合物即可。根据本发明的一些具体实施方式，高压反应模块34中的水合物的反应条件可以设定为恒温恒容，例如，所述高压反应模块34包括气源、液源、阀门3和反应釜，所述反应釜包括反应容器、搅拌器、扭矩传感器7以及连接于所述反应容器顶部的驱动装置，所述搅拌器设置在所述反应容器的内部并与所述驱动装置的主动轴可传递转矩的连接，所述扭矩传感器7设置在所述主动轴上，所述控制单元与所述扭矩传感器7电连接，以测量所述主动轴的扭矩，所述反应容器顶部设有用于分别连通所述气源和所述液源的入料口，所述阀门3分别设置在所述入料口与所述液源之间以及所述入料口与所述气源之间，所述控制单元与所述反应容器电连接，以测量所述反应容器的内部的温度和压力。在制备水合物的过程中，先将适量的气源和适量的液源通入到反应釜中，然后切断反应物的供给，即，关闭设置在气源与反应釜的入料口之间的管路上的阀门3以及设置在液源与反应釜的入料口之间的管路上的阀门3，通过控制单元控制反应釜内的反应条件即可；例如，关于温度条件：反应釜包括温度传感探头9，该温度传感探头9的探测端穿过反应容器的顶盖并伸入至反应容器的底部，以保证探头端能够精准的测量水合物周围的温度，控制单元与温度传感探头9电连接，以监测反应容器内的水合物周围环境的温度，并且控制单元能够根据测量的温度来控制反应釜的温控装置改变反应容器内的温度，以保证反应容器中的水合物始终处于恒温条件；关于搅拌转速条件：控制单元能够根据扭矩传感器7的测量结果控制驱动装置(例如，动力马达6)的主动轴的转速，从而实现了对搅拌转速的控制；关于恒容条件：由于反应釜的入料口处切断了反应物的供给，并且反应釜的进液口与出液口处形成一个进出料的近似动态平衡，即反应釜与流体输送模块33、显微观测模块11形成了闭口循环，从而保证了水合物始终处于恒容状态。根据本发明的另一些具体实施方式，高压反应模块34中的水合物的反应条件可以设定为恒温恒压，例如，在上述恒温恒容的设置基础上，所述高压反应模块34还包括沿所述气源中的气体流向依次连接于所述阀门3和所述气源之间的储气罐4以及压力传感器5，所述控制单元和所述压力传感器5电连接，以测量所述储气罐4的排气通道中的气压。其中，气源可以设置为通过管路与入料口连接的储气罐4以及通过管路与储气罐4连接的气瓶1来进行储存和供给，而气瓶1上设置减压阀2，以控制气瓶1流入储气罐4中的气流速度。在制备水合物的过程中，先通过气瓶1向储气罐4供给足够的气源，关闭气源1，通过储气罐4向反应釜一直供给气源，同时，反应釜中也通入适量液源后切断该液源的供给，即，关闭设置在气瓶1与储气罐4之间的管路上的阀门3以及设置在液源与反应釜的入料口之间的管路上的阀门3，设置在储气罐4与反应釜的入料口之间的管路上的阀门3保持打开状态，通过控制单元控制反应釜内的反应条件即可；例如，关于温度条件：如上面的恒温恒容中恒温控制所述，来保证反应容器中的水合物始终处于恒温条件；关于搅拌转速条件：如上面的恒温恒容中恒温控制所述，来实现对搅拌转速的控制；关于恒压条件：反应釜的入料口与储气罐4之间保持连通状态，控制单元能够根据压力传感器5监测的储气罐4的排气通道中的气压来控制储气罐4向反应容器中供应气源的流速，从而保证了水合物始终处于恒压状态。进一步的，高压反应模块包括增压泵10，该增压泵10与储气罐4连通，控制单元与增压泵10进行电连接，以根据压力传感器5传递的电信号来控制增压泵10的泵送的流速大小，从而控制储液罐4的排气管道的气体压力；更进一步地，高压反应模块包括设置在能够延伸到反应容器内部的反应釜压力传感器，该反应釜压力传感器与控制单元电连接，并且能够检测反应容器内的压力并将其转换成电信号发送至控制单元，而该控制单元也可以根据该电信号调节增压泵10的泵送的流速大小，进而控制反应容器内的气体压力，从而能够控制整个高压反应模块的气体压力，使得高压反应模块在产生水合物的过程中始终处于恒压条件。值得一提的是，控制单元可以采用其他任何合理的方式来实现对搅拌转速的控制，并不局限于上述采用与扭矩传感器7电连接的这一种方式，例如，控制单元还可以通过与速计数器8电连接来实现对搅拌转速的控制；具体的，高压反应模块还包括转速计数器8，该转速计数器8安装于驱动装置上，用于实时测量驱动装置的主动轴的转速，控制单元与转速计数器8电连接，通过将转速计数器8的测量的转速结果转换成电信号传递给控制单元，控制单元根据该电信号来控制驱动装置的主动轴的旋转速度，从而实现对搅拌转速的控制。其中，气源可以根据实际需要不同设置为各种合理气体，例如，气源可以为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷等烷烃类气体液体以及常见的氮气、二氧化碳和硫化氢，此时，液源均为水。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水合物的样品观测装置，其特征在于，所述样品观测装置包括耐压放样构件和用于固定所述耐压放样构件的固定件，所述耐压放样构件设置有进液口(30)、出液口(29)和能够容纳所述水合物的样品室(32)，所述样品室(32)设置为能够分别通过所述进液口(30)和出液口(29)与外部的用于产生所述水合物的高压反应模块(34)连通，所述固定件设置有容纳孔，所述耐压放样构件安装于所述容纳孔中，所述样品室(32)设置为分别与所述进液口(30)和所述出液口(29)连通的通道。

2.根据权利要求1所述的水合物的样品观测装置，其特征在于，所述样品室(32)包括多个通道，多个所述通道之间彼此隔离或多个所述通道中的至少部分所述通道之间彼此连通。

3.根据权利要求1所述的水合物的样品观测装置，其特征在于，所述耐压放样构件包括透明片(24)和加压组件，所述透明片(24)的内部形成有所述样品室(32)，所述透明片(24)安装于所述容纳孔中，所述加压组件设置在所述透明片(24)的外部并位于所述透明片(24)的上下两侧且能够对所述透明片(24)施加朝向所述透明片(24)的压力。

4.根据权利要求3所述的水合物的样品观测装置，其特征在于，所述加压组件包括加压液、上耐压透明片(22)和下耐压透明片(23)，所述上耐压透明片(22)和下耐压透明片(23)均密封安装于所述容纳孔中并与所述透明片(24)保持间隔，其中，所述上耐压透明片(22)位于所述透明片(24)的上方，以使得所述容纳孔的内壁、所述上耐压透明片(22)和所述透明片(24)之间形成封闭的上加压腔(25)，所述下耐压透明片(23)位于所述透明片(24)的下方，以使得所述容纳孔的内壁、所述下耐压透明片(23)和所述透明片(24)之间形成封闭的下加压腔(26)，所述上加压腔(25)和下加压腔(26)均用于容纳所述加压液；

和/或，所述固定件包括可拆卸地安装的上盖(19)和下盖(21)，所述透明片(24)与所述上盖(19)进行可拆卸地密封连接，所述上耐压透明片(22)与所述上盖(19)密封连接，所述下耐压透明片(23)与所述下盖(21)密封连接。

5.一种水合物的显微观测模块，其特征在于，所述显微观测模块(11)包括显微观测仪器(18)、光源(17)和根据权利要求1-4中任意一项所述的水合物的样品观测装置，所述显微观测仪器(18)设置在所述容纳孔的一侧，所述光源(17)设置在所述容纳孔的另一侧。

6.一种水合物的显微观测系统，其特征在于，所述显微观测系统包括高压反应模块(34)、流体输送模块(33)、控制模块(35)和根据权利要求5所述的显微观测模块(11)，所述高压反应模块(34)包括进口和出口，所述进口与所述出液口(29)连通，所述出口通过所述流体输送模块(33)与所述进液口(30)连通，所述流体输送模块(33)设置为能够将所述高压反应模块(34)与所述显微观测模块(11)之间形成使所述水合物经所述进液口(30)流入所述样品室(32)后由所述出液口(29)流出的单向循环回路，所述控制模块(35)包括控制单元(14)，所述控制单元(14)用于控制所述高压反应模块(34)的反应条件、所述流体输送模块(33)所输送的所述水合物的温度以及所述显微观测模块(11)中的流经所述样品室(32)的所述水合物的温度。

7.根据权利要求6所述的水合物的显微观测系统，其特征在于，所述流体输送模块(33)包括泵送装置(13)和回压阀(12)，所述泵送装置(13)分别与所述出口和所述进液口(30)连通，所述回压阀(12)设置在位于所述泵送装置(13)与所述进液口(30)之间的管路上；

和/或，所述显微观测系统包括冷库(16)，所述冷库(16)设置为能够容纳所述高压反应模块(34)、流体输送模块(33)与显微观测模块(11)并进行制冷处理，所述控制单元(14)与所述冷库(16)电连接，以控制所述冷库(16)的温度。

8.根据权利要求6或7所述的水合物的显微观测系统，其特征在于，所述控制模块(35)包括显示器(15)，所述控制单元(14)与所述显微观测仪器(18)电连接，以使得所述显微观测仪器(18)能够将观测到的图像信息转换成电信号发送到所述控制单元(14)，所述控制单元(14)与所述显示器(15)连接，以使得所述控制单元(14)能够根据接收到的所述电信号控制所述显示器(15)显示出相应的图像信息；

和/或，所述高压反应模块(34)包括反应釜，所述入口设置在所述反应釜的下部，所述出口设置在所述反应釜的上部。

9.根据权利要求6或7所述的水合物的显微观测系统，其特征在于，所述高压反应模块(34)包括气源、液源、阀门(3)和反应釜，所述反应釜包括反应容器、搅拌器、扭矩传感器(7)以及连接于所述反应容器顶部的驱动装置，所述搅拌器设置在所述反应容器的内部并与所述驱动装置的主动轴可传递转矩的连接，所述扭矩传感器(7)设置在所述主动轴上，所述控制单元与所述扭矩传感器(7)电连接，以测量所述主动轴的扭矩，所述反应容器顶部设有用于分别连通所述气源和所述液源的入料口，所述阀门(3)分别设置在所述入料口与所述液源之间以及所述入料口与所述气源之间，所述控制单元与所述反应容器电连接，以测量所述反应容器的内部的温度和压力。

10.根据权利要求9所述的水合物的显微观测系统，其特征在于，所述高压反应模块(34)包括沿所述气源中的气体流向依次连接于所述阀门(3)和所述气源之间的储气罐(4)以及压力传感器(5)，所述控制单元和所述压力传感器(5)电连接，以测量所述储气罐(4)的排气通道中的气压。