CN114383788A - 一种致密页岩烃类深冷捕集器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种致密页岩烃类深冷捕集器，包括捕集器壳体和漏气检测盒，所述捕集器壳体的顶部安装有监控箱，所述监控箱的内部安装有漏气检测盒，所述漏气检测盒的底部贯穿安装有支撑导管，所述漏气检测盒的内壁安装有液位计，所述漏气检测盒的外壁安装有摄像机，所述监控箱的正面安装有显示屏和报警提示器，所述捕集器壳体的两侧外壁均安装有密封检测板，所述捕集器壳体的后壁安装有制冷板。本发明通过设置有漏气检测盒，烃类气体进入漏气检测盒的内部发生氧化还原反应后，发生颜色变化，同时摄像机和报警提示器同时启动，提醒实验人员查看显示屏播放图片内部溶液的颜色，通过图片颜色的变化与否判断是否存在有烃类气体的泄露。
Description
技术领域
本发明涉及深冷捕集器技术领域，具体为一种致密页岩烃类深冷捕集器。
背景技术
致密气和页岩气作为石油开采中的衍生产物，具有较好的可燃性，因此针对石油开采，需要使用深冷捕集器来模拟深海环境来进行实验操作，模拟开采石油以及致密气和页岩气。
现有的深冷捕集设备存在的缺陷是：
1、专利文件CN1707101A公开了高真空深冷水汽捕集器，“包括高真空水汽捕集单元、低真空水汽捕集单元、压缩机单元、低真空室、真空连接管道以及制冷剂输运管道组成。布置方式为：高真空捕集单元放置在高真空系统中的高真空泵(B)入口与高真空室(A)连接处的高真空环境中，或放置在高真空系统中的高真空室(A)内；低真空捕集单元放置在低真空室中，低真空室通过真空系统连接管道同时与高真空系统中的高真空泵(B)出口及前级真空泵(C)入口连接；高真空捕集单元工作温区在110－150K。本发明提出的深冷水汽捕集器对水蒸汽具有选择性捕集，可以显著提高抽速和极限真空度，制作成本低、可靠性高和无需专门维护等特点”，该深冷捕集器在使用时缺少相关泄露气体的性质诊断结构，在发生气体泄露时无法快速判断泄露气体的种类；
2、专利文件CN111043783A公开了一种用于深冷水汽捕集的自复叠制冷系统及控制方法，“包括通过管路连接的压缩机、油分离器、冷凝器、精馏装置、高温回热器、低温回热器、待机管路、蓄冷器、蓄冷器管路、蒸发器和第一至第六电磁阀，所述精馏装置的顶部设有釜顶换热器；蒸发器及与其并联的待机管路和蓄冷器管路组成工作空间；所述自复叠制冷系统包括待机、制冷和除霜三种工作模式，工作模式之间的切换由第一至第六电磁阀实现。本发明提供的自复叠制冷系统可以通过待机模式与制冷模式的切换，使得制冷剂与蒸发器盘管有更大的换热温差，从而使得蒸发器获得更快的降温速度。同时通过蓄冷器管路的设置，使得切换时进入蒸发器的流量更大，可以使蒸发器获得更快的降温速度”，该深冷捕集装置在使用时缺少热交换装置以促使管道恢复常温，使得低温管从大气中吸收大量的水汽而结霜，影响下次抽真空；
3、专利文件CN213598135U公开了一种提高水汽深冷捕集泵冷凝管吸收水汽效率的装置，“包括冷凝管和设置于所述冷凝管正面的百叶窗结构防护板，所述百叶窗结构防护板包括百叶窗固定壳、两个支撑柱、若干个百叶条、若干个第一转轴和若干个第二转轴，所述百叶条的倾斜角度设置为45°
-70°。本实用新型采用百叶窗结构防护板，其百叶条的倾斜角度设置为45°-70°，从而可以有效防止蒸镀过程中材料污染冷凝管，且保留了气流通道，空气流通性良好，不会阻碍水汽深冷捕集泵冷凝管对水汽的吸附，从而有效解决了现有技术中安装实心防护板造成的水汽吸收效率差的问题。此外，百叶窗固定壳的抗压减震性良好”，该申请在使用时忽视了内部液体的及时转换，使得后续的检测操作不够便捷；
4、专利文件CN206683905U公开了一种大气挥发性有机物双级深冷在线富集浓缩采样系统及方法，“包括双通道气体捕集系统、双级深冷浓缩系统、在线样品分析系统、超快速加热电路系统、保温注样气路系统以及反向吹扫气路系统。所述双级深冷浓缩系统具有深冷腔体；所述双通道气体捕集系统包括两个气体捕集通道，可以切换捕集挥发性有机物。保温注样气路系统具有样品注射进样管路，两个所述第二级捕集管与所样品注射进样管路可切换连通，样品注射进样管路与所述在线样品分析系统连通；超快速加热电路系统用于对第一级捕集管、第二级捕集管进行温度控制；反向吹扫气路系统用于吹扫捕集管。该系统能够满足现场在线检测需求”，该系统在使用时未能针对内部发生气体泄露的部位予以快速定位处理，使得后续的查找检修操作较为繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种致密页岩烃类深冷捕集器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种致密页岩烃类深冷捕集器，包括捕集器壳体和漏气检测盒，所述捕集器壳体的顶部安装有监控箱，所述监控箱的内部安装有漏气检测盒，且漏气检测盒的顶部为敞口设计；
所述漏气检测盒的底部贯穿安装有支撑导管，所述支撑导管的内部安装有逆止阀，所述支撑导管的底部贯穿延伸至捕集器壳体的内部，所述漏气检测盒的内壁安装有液位计，所述漏气检测盒的外壁安装有摄像机，且液位计和摄像机电性连接，所述监控箱的正面安装有显示屏和报警提示器，且报警提示器位于显示屏的一侧；
所述捕集器壳体的两侧外壁均安装有密封检测板，所述捕集器壳体的后壁安装有制冷板。
优选的，所述制冷板的正面安装有等距布置的制冷管，所述制冷板的正面贯穿安装有等距布置的热量交换管，且热量交换管与制冷管间隔布置，所述热量交换管的内壁安装有透气膜，所述热量交换管的内部贯穿安装有导水管，且导水管的尾端贯穿延伸进下方所述热量交换管的内部，所述导水管位于捕集器壳体的后方，所述热量交换管的表面安装有电子开关，且电子开关位于导水管的侧前方。
优选的，所述监控箱的内部安装有一号储液盒和二号储液盒，且漏气检测盒位于一号储液盒和二号储液盒的中间，所述一号储液盒靠近漏气检测盒的一侧表面贯穿安装有一号连接管，且一号连接管的尾端延伸进漏气检测盒的内部，所述漏气检测盒靠近二号储液盒的一侧表面贯穿安装有二号连接管，且二号连接管的尾端延伸进二号储液盒的内部，所述二号储液盒远离漏气检测盒的一侧表面贯穿安装有排液管，且排液管、一号连接管和二号连接管的表面均安装有电子阀门，所述一号储液盒的内部存放有氯化铁溶液，所述监控箱的顶部贯穿安装有进液管，且进液管的尾端延伸进一号储液盒的内部。
优选的，所述密封检测板远离捕集器壳体的一侧表面安装有等距布置的气囊条，所述密封检测板的表面安装有上下等距布置的弹力带，所述弹力带靠近气囊条的表面安装有等距布置的压力感应器和提示灯环，且提示灯环位于压力感应器的外侧，所述密封检测板的内部贯穿安装有导气管，且导气管的一端与捕集器壳体的外表面连接，所述导气管的另一端延伸进气囊条的内部，所述导气管的内部安装有单向阀。
优选的，所述捕集器壳体由强化层和隔温层组成，所述强化层的外侧安装有隔温层。
优选的，所述捕集器壳体的正面通过合页安装有柜门，所述捕集器壳体的正面安装有操作控制面板，且操作控制面板位于柜门的一侧。
优选的，所述捕集器壳体的一侧内壁安装有温度感应器和气压感应器，且气压感应器位于温度感应器的一侧，所述温度感应器和气压感应器均与操作控制面板电性连接。
优选的，所述捕集器壳体的底部四角均安装有移动轮，所述捕集器壳体的背面安装有制冷机，所述制冷机的背面安装有高压泵。
优选的，所述报警提示器与显示屏、液位计和摄像机电性连接。
优选的，该深冷捕集器的操作使用步骤如下：
S1、在使用该深冷捕集器进行致密页岩烃类气体的实验操作时，在内部发生气体泄漏时，泄露气体经过捕集器壳体表面的裂缝进入导气管的内部，随后经过导气管单向进入对应位置的气囊条内部，此时气囊条膨胀隆起，带动表面覆盖的弹力带发生弹力形变，之后弹力带表面对应膨胀气囊条部位的压力感应器感应到挤压作用，从而使得该压力感应器外侧的提示灯环亮起，辅助实验人员快速定位捕集器壳体裂缝所在位置；
S2、同时气体泄露后气体中的烃类气体通过支撑导管单向进入漏气检测盒的内部，此时漏气检测盒的内部存放有氯化铁溶液，三价的铁离子具有较强的氧化性与具有还原性的烃类气体发生氧化还原反应后，三价铁离子变为二价铁离子，此时漏气检测盒内部溶液的颜色由棕黄色变成浅绿色，与此同时烃类气体不溶于水的特性使其进入漏气检测盒内部会使得漏气检测盒内部的液面发生波动，进而使得液位计检测的数值发生波动，此时摄像机和报警提示器同时启动，报警提示器发出的报警提示提醒实验人员尽快前往捕集器壳体的附近查看显示屏播放的摄像机拍摄的漏气检测盒内部溶液颜色的图片，通过图片颜色的变化与否判断是否存在有烃类气体的泄露；
S3、若溶液颜色变为浅绿色，需先打开二号连接管表面的电子阀门，使得漏气检测盒内部的氯化亚铁溶液通过二号连接管排放至二号储液盒的内部，等到漏气检测盒内部液体排放结束后，开启一号连接管表面的电子阀门，将一号储液盒内部存放的氯化铁溶液排放至漏气检测盒的内部，以便进行后续的漏气检测判断操作；
S4、通过制冷机和高压泵的配合，为捕集器壳体的内部创造高压低温条件，进而模拟海下深冷环境，且制冷机的输出端与制冷管连接，在实验结束后间隔启动电子开关，使得制冷管表面的冷气通过热量交换管与外界实现间断性的热交换处理，进而使得制冷管表面温度能够恢复至常温状态，此外间断性的热交换处理能够使得制冷管恢复至常温的速率处于平稳状态，避免快速的温度变化导致制冷管的崩裂，此外在此过程中，透气膜的设置，能够有效阻拦外部水汽的进入，进而使得制冷管在恢复至常温的过程中能够减少冷凝水的产生，使得冷凝水积聚在热量交换管的内部并通过导水管传送至捕集器壳体的下方，通过预先放置的集水槽实现冷凝水的收集，降低制冷管后续表面发生霜冻的可能。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过安装有漏气检测盒，烃类气体进入漏气检测盒的内部发生氧化还原反应后，此时溶液的颜色由棕黄色变成浅绿色，同时漏气检测盒内部液位计检测的数值发生波动，摄像机和报警提示器同时启动，报警提示器发出的报警提示提醒实验人员尽快前往捕集器壳体的附近查看显示屏播放的摄像机拍摄的漏气检测盒内部溶液颜色的图片，通过图片颜色的变化与否判断是否存在有烃类气体的泄露。
2、本发明通过安装有制冷板，在实验结束后间隔启动电子开关与外界实现间断性的热交换处理以促使制冷管恢复至常温状态，避免快速的温度变化导致制冷管的崩裂，此外在此过程中，透气膜能够有效阻拦外部水汽的进入，进而减少冷凝水的产生，使得冷凝水积聚在热量交换管的内部并通过导水管传送至捕集器壳体的下方，通过预先放置的集水槽实现冷凝水的收集，降低制冷管后续表面发生霜冻的可能。
3、本发明通过安装有监控箱，漏气检测盒内部溶液变色后打开二号连接管表面的电子阀门，使得漏气检测盒内部的氯化亚铁溶液通过二号连接管排放至二号储液盒的内部，等到漏气检测盒内部液体排放结束后，开启一号连接管表面的电子阀门，将一号储液盒内部存放的氯化铁溶液排放至漏气检测盒的内部，以便进行后续的漏气检测判断操作。
4、本发明通过安装有密封检测板，若内部发生气体泄漏，泄露气体进入气囊条内部使得气囊条膨胀隆起，带动表面覆盖的弹力带发生弹力形变，之后弹力带表面对应膨胀气囊条部位的压力感应器感应到挤压作用，从而使得该压力感应器外侧的提示灯环亮起，辅助实验人员快速定位捕集器壳体裂缝所在位置。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的捕集器壳体背面安装结构示意图；
图3为本发明的捕集器壳体剖面结构示意图；
图4为本发明的密封检测板安装结构示意图；
图5为本发明的弹力带安装结构示意图；
图6为本发明的制冷板安装结构示意图；
图7为本发明的热量交换管和透气膜安装结构示意图；
图8为本发明的监控箱安装结构示意图；
图9为本发明的监控箱内部安装结构示意图。
图中：1、捕集器壳体；101、强化层；102、隔温层；2、密封检测板；201、气囊条；202、弹力带；203、导气管；204、单向阀；205、压力感应器；206、提示灯环；3、制冷板；301、热量交换管；302、制冷管；303、电子开关；304、透气膜；305、导水管；4、监控箱；401、一号储液盒；402、一号连接管；403、进液管；404、二号连接管；405、二号储液盒；406、排液管；5、漏气检测盒；501、支撑导管；502、液位计；503、摄像机；504、显示屏；505、报警提示器；6、高压泵；7、制冷机；8、温度感应器；9、操作控制面板；10、柜门；11、移动轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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”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”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。
实施例一
请参阅图1、图8和图9，本发明提供的一种实施例：一种致密页岩烃类深冷捕集器，包括捕集器壳体1和漏气检测盒5，捕集器壳体1的顶部安装有监控箱4，监控箱4的内部安装有漏气检测盒5，且漏气检测盒5的顶部为敞口设计；
漏气检测盒5的底部贯穿安装有支撑导管501，支撑导管501的内部安装有逆止阀，支撑导管501的底部贯穿延伸至捕集器壳体1的内部，漏气检测盒5的内壁安装有液位计502，漏气检测盒5的外壁安装有摄像机503，且液位计502和摄像机503电性连接，监控箱4的正面安装有显示屏504和报警提示器505，且报警提示器505位于显示屏504的一侧，报警提示器505与显示屏504、液位计502和摄像机503电性连接；
具体的，烃类气体主要包含烷烃、环烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃气体，其中烯烃、炔烃中均含有不饱和键，因此具有较好的还原性，因此烃类气体发生泄露后与漏气检测盒5内部存放的氯化铁溶液发生氧化还原反应，进而使得漏气检测盒5内部溶液颜色由棕黄色变为浅绿色；
此外烃类气体不溶于水，因此捕集器壳体1内部发生烃类气体的泄露后，通过支撑导管501单向进入漏气检测盒5的内部后，气体会以气泡的形式翻涌，进而搅动漏气检测盒5的内部，使得漏气检测盒5内部的液面发生变化，液位计502检测的数值发生波动；
此时摄像机503和报警提示器505同时启动，报警提示器505发出的报警提示提醒实验人员尽快前往捕集器壳体1的附近，摄像机503将漏气检测盒5内部溶液的颜色予以拍摄并传送至显示屏504处，实验人员查看显示屏504播放的摄像机503拍摄的漏气检测盒5内部溶液颜色的图片，通过图片颜色的变化与否判断是否存在有烃类气体的泄露。
实施例二
请参阅图1、图2、图6和图7，本发明提供的一种实施例：一种致密页岩烃类深冷捕集器，包括捕集器壳体1和制冷板3，捕集器壳体1的后壁安装有制冷板3，制冷板3的正面安装有等距布置的制冷管302，制冷板3的正面贯穿安装有等距布置的热量交换管301，且热量交换管301与制冷管302间隔布置，热量交换管301的内壁安装有透气膜304，热量交换管301的内部贯穿安装有导水管305，且导水管305的尾端贯穿延伸进下方热量交换管301的内部，导水管305位于捕集器壳体1的后方，热量交换管301的表面安装有电子开关303，且电子开关303位于导水管305的侧前方。
捕集器壳体1的正面通过合页安装有柜门10，捕集器壳体1的正面安装有操作控制面板9，且操作控制面板9位于柜门10的一侧。
捕集器壳体1的一侧内壁安装有温度感应器8和气压感应器，且气压感应器位于温度感应器8的一侧，温度感应器8和气压感应器均与操作控制面板9电性连接，捕集器壳体1的背面安装有制冷机7，制冷机7的背面安装有高压泵6。
具体的，通过制冷机7和高压泵6的配合，为捕集器壳体1的内部创造高压低温条件，进而模拟海下深冷环境，并通过温度感应器8和气压感应器检测捕集器壳体1内部的温度和压强数值，并通过操作控制面板9显示出来，为后续调整制冷机7和高压泵6的功率提供依据，随后将柜门10打开，为后续检修捕集器壳体1内部的零部件提供通道支持；
在实验结束后间隔启动电子开关303，使得制冷管302表面的冷气通过热量交换管301与外界实现间断性的热交换处理，进而使得制冷管302表面温度能够恢复至常温状态，此外间断性的热交换处理能够使得制冷管302恢复至常温的速率处于平稳状态，避免快速的温度变化导致制冷管302的崩裂，此外在此过程中，透气膜304的设置，能够有效阻拦外部水汽的进入，进而使得制冷管302在恢复至常温的过程中能够减少冷凝水的产生，使得冷凝水积聚在热量交换管301的内部并通过导水管305传送至捕集器壳体1的下方，通过预先放置的集水槽实现冷凝水的收集，降低制冷管302后续表面发生霜冻的可能。
实施例三
请参阅图1和图9，本发明提供的一种实施例：一种致密页岩烃类深冷捕集器，包括捕集器壳体1和监控箱4，监控箱4的内部安装有一号储液盒401和二号储液盒405，且漏气检测盒5位于一号储液盒401和二号储液盒405的中间，一号储液盒401靠近漏气检测盒5的一侧表面贯穿安装有一号连接管402，且一号连接管402的尾端延伸进漏气检测盒5的内部，漏气检测盒5靠近二号储液盒405的一侧表面贯穿安装有二号连接管404，且二号连接管404的尾端延伸进二号储液盒405的内部，二号储液盒405远离漏气检测盒5的一侧表面贯穿安装有排液管406，且排液管406、一号连接管402和二号连接管404的表面均安装有电子阀门，一号储液盒401的内部存放有氯化铁溶液，监控箱4的顶部贯穿安装有进液管403，且进液管403的尾端延伸进一号储液盒401的内部。
具体的，一号储液盒401的高度高于漏气检测盒5，漏气检测盒5的高度高于二号储液盒405，因此三者内部进行液体转移时可凭借重力势能作用顺利实现液体转移进而减少水泵的安装使用，使得监控箱4内部的安装处于紧凑状态；
在判断漏气检测盒5内部溶液变色后，需打开二号连接管404表面的电子阀门，使得漏气检测盒5内部的氯化亚铁溶液通过二号连接管404排放至二号储液盒405的内部，等到漏气检测盒5内部液体排放结束后，开启一号连接管402表面的电子阀门，将一号储液盒401内部存放的氯化铁溶液排放至漏气检测盒5的内部，以便进行后续的漏气检测判断操作。
实施例四
请参阅图1-图5，本发明提供的一种实施例：一种致密页岩烃类深冷捕集器，包括捕集器壳体1和密封检测板2，捕集器壳体1的两侧外壁均安装有密封检测板2，密封检测板2远离捕集器壳体1的一侧表面安装有等距布置的气囊条201，密封检测板2的表面安装有上下等距布置的弹力带202，弹力带202靠近气囊条201的表面安装有等距布置的压力感应器205和提示灯环206，且提示灯环206位于压力感应器205的外侧，密封检测板2的内部贯穿安装有导气管203，且导气管203的一端与捕集器壳体1的外表面连接，导气管203的另一端延伸进气囊条201的内部，导气管203的内部安装有单向阀204。
具体的，在内部发生气体泄漏时，泄露气体经过捕集器壳体1表面的裂缝进入导气管203的内部，随后经过导气管203单向进入对应位置的气囊条201内部，此时气囊条201膨胀隆起，带动表面覆盖的弹力带202发生弹力形变，之后弹力带202表面对应膨胀气囊条201部位的压力感应器205感应到挤压作用，从而使得该压力感应器205外侧的提示灯环206亮起，辅助实验人员快速定位捕集器壳体1裂缝所在位置。
捕集器壳体1由强化层101和隔温层102组成，强化层101的外侧安装有隔温层102，捕集器壳体1的底部四角均安装有移动轮11。
具体的，通过隔温层102，能够有效降低捕集器壳体1内部与外部进行热交换的可能，进而减少制冷机7不必要的功率损失，而强化层101的内部安装有加强筋，能够加强捕集器壳体1内部的强度，进而保证高压条件下的正常运行看，移动轮11的安装能够方便本深冷捕集器的移动。
该深冷捕集器的操作使用步骤如下：
S1、在使用该深冷捕集器进行致密页岩烃类气体的实验操作时，在内部发生气体泄漏时，泄露气体经过捕集器壳体1表面的裂缝进入导气管203的内部，随后经过导气管203单向进入对应位置的气囊条201内部，此时气囊条201膨胀隆起，带动表面覆盖的弹力带202发生弹力形变，之后弹力带202表面对应膨胀气囊条201部位的压力感应器205感应到挤压作用，从而使得该压力感应器205外侧的提示灯环206亮起，辅助实验人员快速定位捕集器壳体1裂缝所在位置；
S2、同时气体泄露后气体中的烃类气体通过支撑导管501单向进入漏气检测盒5的内部，此时漏气检测盒5的内部存放有氯化铁溶液，三价的铁离子具有较强的氧化性与具有还原性的烃类气体发生氧化还原反应后，三价铁离子变为二价铁离子，此时漏气检测盒5内部溶液的颜色由棕黄色变成浅绿色，与此同时烃类气体不溶于水的特性使其进入漏气检测盒5内部会使得漏气检测盒5内部的液面发生波动，进而使得液位计502检测的数值发生波动，此时摄像机503和报警提示器505同时启动，报警提示器505发出的报警提示提醒实验人员尽快前往捕集器壳体1的附近查看显示屏504播放的摄像机503拍摄的漏气检测盒5内部溶液颜色的图片，通过图片颜色的变化与否判断是否存在有烃类气体的泄露；
S3、若溶液颜色变为浅绿色，需先打开二号连接管404表面的电子阀门，使得漏气检测盒5内部的氯化亚铁溶液通过二号连接管404排放至二号储液盒405的内部，等到漏气检测盒5内部液体排放结束后，开启一号连接管402表面的电子阀门，将一号储液盒401内部存放的氯化铁溶液排放至漏气检测盒5的内部，以便进行后续的漏气检测判断操作；
S4、通过制冷机7和高压泵6的配合，为捕集器壳体1的内部创造高压低温条件，进而模拟海下深冷环境，且制冷机7的输出端与制冷管302连接，在实验结束后间隔启动电子开关303，使得制冷管302表面的冷气通过热量交换管301与外界实现间断性的热交换处理，进而使得制冷管302表面温度能够恢复至常温状态，此外间断性的热交换处理能够使得制冷管302恢复至常温的速率处于平稳状态，避免快速的温度变化导致制冷管302的崩裂，此外在此过程中，透气膜304的设置，能够有效阻拦外部水汽的进入，进而使得制冷管302在恢复至常温的过程中能够减少冷凝水的产生，使得冷凝水积聚在热量交换管301的内部并通过导水管305传送至捕集器壳体1的下方，通过预先放置的集水槽实现冷凝水的收集，降低制冷管302后续表面发生霜冻的可能。
工作原理：在使用该深冷捕集器进行致密页岩烃类气体的实验操作时，若内部发生气体泄漏，泄露气体进入气囊条201内部使得气囊条201膨胀隆起，带动表面覆盖的弹力带202发生弹力形变，之后弹力带202表面对应膨胀气囊条201部位的压力感应器205感应到挤压作用，从而使得该压力感应器205外侧的提示灯环206亮起，辅助实验人员快速定位捕集器壳体1裂缝所在位置；
烃类气体通过支撑导管501单向进入漏气检测盒5的内部，与氯化铁溶液发生氧化还原反应后，此时漏气检测盒5内部溶液的颜色由棕黄色变成浅绿色，与此同时漏气检测盒5内部液位计502检测的数值发生波动，摄像机503和报警提示器505同时启动，报警提示器505发出的报警提示提醒实验人员尽快前往捕集器壳体1的附近查看显示屏504播放的摄像机503拍摄的漏气检测盒5内部溶液颜色的图片，通过图片颜色的变化与否判断是否存在有烃类气体的泄露；
若溶液颜色变为浅绿色，需打开二号连接管404表面的电子阀门，使得漏气检测盒5内部的氯化亚铁溶液通过二号连接管404排放至二号储液盒405的内部，等到漏气检测盒5内部液体排放结束后，开启一号连接管402表面的电子阀门，将一号储液盒401内部存放的氯化铁溶液排放至漏气检测盒5的内部，以便进行后续的漏气检测判断操作；
在实验结束后间隔启动电子开关303与外界实现间断性的热交换处理以促使制冷管302恢复至常温状态，避免快速的温度变化导致制冷管302的崩裂，此外在此过程中，透气膜304能够有效阻拦外部水汽的进入，进而减少冷凝水的产生，使得冷凝水积聚在热量交换管301的内部并通过导水管305传送至捕集器壳体1的下方，通过预先放置的集水槽实现冷凝水的收集，降低制冷管302后续表面发生霜冻的可能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种致密页岩烃类深冷捕集器，包括捕集器壳体(1)和漏气检测盒(5)，其特征在于：所述捕集器壳体(1)的顶部安装有监控箱(4)，所述监控箱(4)的内部安装有漏气检测盒(5)，且漏气检测盒(5)的顶部为敞口设计；
所述漏气检测盒(5)的底部贯穿安装有支撑导管(501)，所述支撑导管(501)的内部安装有逆止阀，所述支撑导管(501)的底部贯穿延伸至捕集器壳体(1)的内部，所述漏气检测盒(5)的内壁安装有液位计(502)，所述漏气检测盒(5)的外壁安装有摄像机(503)，且液位计(502)和摄像机(503)电性连接，所述监控箱(4)的正面安装有显示屏(504)和报警提示器(505)，且报警提示器(505)位于显示屏(504)的一侧；
所述捕集器壳体(1)的两侧外壁均安装有密封检测板(2)，所述捕集器壳体(1)的后壁安装有制冷板(3)。
2.根据权利要求1所述的一种致密页岩烃类深冷捕集器，其特征在于：所述制冷板(3)的正面安装有等距布置的制冷管(302)，所述制冷板(3)的正面贯穿安装有等距布置的热量交换管(301)，且热量交换管(301)与制冷管(302)间隔布置，所述热量交换管(301)的内壁安装有透气膜(304)，所述热量交换管(301)的内部贯穿安装有导水管(305)，且导水管(305)的尾端贯穿延伸进下方所述热量交换管(301)的内部，所述导水管(305)位于捕集器壳体(1)的后方，所述热量交换管(301)的表面安装有电子开关(303)，且电子开关(303)位于导水管(305)的侧前方。
3.根据权利要求2所述的一种致密页岩烃类深冷捕集器，其特征在于：所述监控箱(4)的内部安装有一号储液盒(401)和二号储液盒(405)，且漏气检测盒(5)位于一号储液盒(401)和二号储液盒(405)的中间，所述一号储液盒(401)靠近漏气检测盒(5)的一侧表面贯穿安装有一号连接管(402)，且一号连接管(402)的尾端延伸进漏气检测盒(5)的内部，所述漏气检测盒(5)靠近二号储液盒(405)的一侧表面贯穿安装有二号连接管(404)，且二号连接管(404)的尾端延伸进二号储液盒(405)的内部，所述二号储液盒(405)远离漏气检测盒(5)的一侧表面贯穿安装有排液管(406)，且排液管(406)、一号连接管(402)和二号连接管(404)的表面均安装有电子阀门，所述一号储液盒(401)的内部存放有氯化铁溶液，所述监控箱(4)的顶部贯穿安装有进液管(403)，且进液管(403)的尾端延伸进一号储液盒(401)的内部。
4.根据权利要求3所述的一种致密页岩烃类深冷捕集器，其特征在于：所述密封检测板(2)远离捕集器壳体(1)的一侧表面安装有等距布置的气囊条(201)，所述密封检测板(2)的表面安装有上下等距布置的弹力带(202)，所述弹力带(202)靠近气囊条(201)的表面安装有等距布置的压力感应器(205)和提示灯环(206)，且提示灯环(206)位于压力感应器(205)的外侧，所述密封检测板(2)的内部贯穿安装有导气管(203)，且导气管(203)的一端与捕集器壳体(1)的外表面连接，所述导气管(203)的另一端延伸进气囊条(201)的内部，所述导气管(203)的内部安装有单向阀(204)。
5.根据权利要求4所述的一种致密页岩烃类深冷捕集器，其特征在于：所述捕集器壳体(1)由强化层(101)和隔温层(102)组成，所述强化层(101)的外侧安装有隔温层(102)。
6.根据权利要求5所述的一种致密页岩烃类深冷捕集器，其特征在于：所述捕集器壳体(1)的正面通过合页安装有柜门(10)，所述捕集器壳体(1)的正面安装有操作控制面板(9)，且操作控制面板(9)位于柜门(10)的一侧。
7.根据权利要求6所述的一种致密页岩烃类深冷捕集器，其特征在于：所述捕集器壳体(1)的一侧内壁安装有温度感应器(8)和气压感应器，且气压感应器位于温度感应器(8)的一侧，所述温度感应器(8)和气压感应器均与操作控制面板(9)电性连接。
8.根据权利要求7所述的一种致密页岩烃类深冷捕集器，其特征在于：所述捕集器壳体(1)的底部四角均安装有移动轮(11)，所述捕集器壳体(1)的背面安装有制冷机(7)，所述制冷机(7)的背面安装有高压泵(6)。
9.根据权利要求8所述的一种致密页岩烃类深冷捕集器，其特征在于：所述报警提示器(505)与显示屏(504)、液位计(502)和摄像机(503)电性连接。
10.根据权利要求9所述的一种致密页岩烃类深冷捕集器，其特征在于，该深冷捕集器的操作使用步骤如下：
S1、在使用该深冷捕集器进行致密页岩烃类气体的实验操作时，在内部发生气体泄漏时，泄露气体经过捕集器壳体(1)表面的裂缝进入导气管(203)的内部，随后经过导气管(203)单向进入对应位置的气囊条(201)内部，此时气囊条(201)膨胀隆起，带动表面覆盖的弹力带(202)发生弹力形变，之后弹力带(202)表面对应膨胀气囊条(201)部位的压力感应器(205)感应到挤压作用，从而使得该压力感应器(205)外侧的提示灯环(206)亮起，辅助实验人员快速定位捕集器壳体(1)裂缝所在位置；
S2、同时气体泄露后气体中的烃类气体通过支撑导管(501)单向进入漏气检测盒(5)的内部，此时漏气检测盒(5)的内部存放有氯化铁溶液，三价的铁离子具有较强的氧化性与具有还原性的烃类气体发生氧化还原反应后，三价铁离子变为二价铁离子，此时漏气检测盒(5)内部溶液的颜色由棕黄色变成浅绿色，与此同时烃类气体不溶于水的特性使其进入漏气检测盒(5)内部会使得漏气检测盒(5)内部的液面发生波动，进而使得液位计(502)检测的数值发生波动，此时摄像机(503)和报警提示器(505)同时启动，报警提示器(505)发出的报警提示提醒实验人员尽快前往捕集器壳体(1)的附近查看显示屏(504)播放的摄像机(503)拍摄的漏气检测盒(5)内部溶液颜色的图片，通过图片颜色的变化与否判断是否存在有烃类气体的泄露；
S3、若溶液颜色变为浅绿色，需先打开二号连接管(404)表面的电子阀门，使得漏气检测盒(5)内部的氯化亚铁溶液通过二号连接管(404)排放至二号储液盒(405)的内部，等到漏气检测盒(5)内部液体排放结束后，开启一号连接管(402)表面的电子阀门，将一号储液盒(401)内部存放的氯化铁溶液排放至漏气检测盒(5)的内部，以便进行后续的漏气检测判断操作；
S4、通过制冷机(7)和高压泵(6)的配合，为捕集器壳体(1)的内部创造高压低温条件，进而模拟海下深冷环境，且制冷机(7)的输出端与制冷管(302)连接，在实验结束后间隔启动电子开关(303)，使得制冷管(302)表面的冷气通过热量交换管(301)与外界实现间断性的热交换处理，进而使得制冷管(302)表面温度能够恢复至常温状态，此外间断性的热交换处理能够使得制冷管(302)恢复至常温的速率处于平稳状态，避免快速的温度变化导致制冷管(302)的崩裂，此外在此过程中，透气膜(304)的设置，能够有效阻拦外部水汽的进入，进而使得制冷管(302)在恢复至常温的过程中能够减少冷凝水的产生，使得冷凝水积聚在热量交换管(301)的内部并通过导水管(305)传送至捕集器壳体(1)的下方，通过预先放置的集水槽实现冷凝水的收集，降低制冷管(302)后续表面发生霜冻的可能。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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