CN117368066B - 基于纳米ct水合物原位生成、渗流模拟装置及其使用方法 - Google Patents
基于纳米ct水合物原位生成、渗流模拟装置及其使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117368066B CN117368066B CN202311305934.1A CN202311305934A CN117368066B CN 117368066 B CN117368066 B CN 117368066B CN 202311305934 A CN202311305934 A CN 202311305934A CN 117368066 B CN117368066 B CN 117368066B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- annular
- plug
- cooling
- sample tube
- sleeve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 83
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 83
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 93
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 72
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 54
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 30
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 30
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 abstract description 18
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000003003 spiro group Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/082—Investigating permeability by forcing a fluid through a sample
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N15/0806—Details, e.g. sample holders, mounting samples for testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
- G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/08—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials
- G01N2015/0846—Investigating permeability, pore-volume, or surface area of porous materials by use of radiation, e.g. transmitted or reflected light
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本发明公开基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置及其使用方法，支柱、样品管、堵头、温度控制单元、管线支架。堵头、支柱、样品管合围成用于水合物原位生成及模拟渗流的样品室，所述堵头内设有与样品室连通的第二管路，支柱内设有与样品室连通的第一管路，用于向样品室内输送水或气，温度控制单元的冷却循环套管设置于样品室的外周，提升对样品室的冷却效率，管线支架用于对各个管线进行归束，通过管路上引的方法克服传统控温装置在纳米CT内部管路复杂，设备旋转扫描过程发生缠绕等局限。采用本装置可以实现纳米级别的分辨率扫描，更加精细刻画水合物在储层中的分布状态，以及实现原位气水渗流对水合物三维分布形态的影响。
Description
技术领域
本发明属于水合物生成与分解监测技术领域，具体涉及一种基于纳米CT水合物原位生成以及渗流模拟装置。
背景技术
随着全球能源消耗的日渐加剧，水合物被作为一种储量超过传统化石能源两倍的后备能源。但是，由于其开采难度大，地质环境复杂，开采过程涉及相变，气液固流动以及出砂等一系列问题。了解多孔介质中初始，分解过程中水合物三维分布状态，以及多相流体流过水合物储层对分解行为的影响，对提高水合物开采效率有重要意义。目前，主要依靠CT(电子计算机断层扫描)来实现对岩心的重构，分析岩心内部孔隙分布，与水合物的三维赋存形态。纳米CT以其亚微米级别的分辨率逐渐被重视起来。常规的水合物原位生成及渗流模拟装置采用半导体冷却系统，需要大量的导线以及为其单独配备冷却系统，并且设置于装置底部，存在对装置整体冷却效率较慢的技术问题。此外为了配合亚微米级别的分辨率，纳米CT载物台变为气浮载物台，无法承受大的扭矩。旋转扫描过程中，制冷装置以及渗流管路复杂的结构容易与装置整体或者载物台发生缠绕，使得载物台所受到的扭矩增加，致使设备停机，导致实验失败。
发明内容
有鉴于此，为解决以上问题，设计出可以在纳米CT中实现低温高压原位生成水合物以及模拟渗流功能，实现多气合采的模拟。具体方案如下：
基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，包括底座、支柱、样品管、堵头、温度控制单元、第二流体管路、第一流体管路、管线支架；
所述支柱竖向设置于底座上，所述样品管为空心管状结构，所述支柱设置于样品管的下方，支柱的上部位于样品管内且与样品管密封连接，所述堵头设置于样品管的上方，堵头的下部位于样品管内且与样品管密封连接，堵头的下端、支柱的上端、以及样品管的侧壁合围成样品室；
支柱内设有与所述样品管内的样品室连通的第一管路，所述第一流体管路的端部与设置于支柱内的第一管路连通；堵头内设有与所述样品管内的样品室连通的第二管路，所述第二流体管路的端部与设置于堵头内的第二管路连通；
所述温度控制单元包括冷却循环套管、输水软管，所述冷却循环套管为环形结构且套设于样品管上，所述冷却循环套管内部设有用于冷却水流通的冷却环路，输水软管与冷却循环套管内的冷却环路连通，通过输水软管向冷却环路输送冷却水实现样品管内的样品室的降温冷却；
所述管线支架设置于堵头上方，管线支架上设有环形圈，所述第二流体管路、第一流体管路、输水软管的输入端均位于环形圈的上方，第二流体管路的输出端穿过所述环形圈与第二管路连接，第一流体管路的输出端穿过所述环形圈与第一管路连接，输水软管的输出端穿过所述环形圈与冷却循环套管连接
作为上述技术方案的补充，所述温度控制单元还包括循环连接套、第一软管接头、第二软管接头；所述输水软管包括进水软管、出水软管；
所述循环连接套为环形结构且套设于样品管上，循环连接套位于冷却循环套管的上方，循环连接套内设有第一冷却水输送流道及第二冷却水输送流道，所述第一冷却水输送流道的下端与冷却循环套管内的冷却环路连通，第一冷却水输送流道的上端通过第一软管接头与进水软管连接，所述第二冷却水输送流道的下端与冷却循环套管内的冷却环路连通，第二冷却水输送流道的上端通过第二软管接头与出水软管连接。
作为上述技术方案的补充，所述循环连接套与样品管的外侧壁密封连接；
所述样品管的下部外侧壁上设有圆盘状凸起部；
所述冷却循环套管包括第一环形挡圈、第二环形挡圈，所述第一环形挡圈、第二环形挡圈均套设于样品管上，且第二环形挡圈设置于第一环形挡圈的外侧，
第一环形挡圈的下端与样品管上的圆盘状凸起部连接，上端与循环连接套连接；第二环形挡圈的下端与样品管上的圆盘状凸起部密封连接，上端与循环连接套密封连接；
所述第一环形挡圈的内侧壁、第二环形挡圈的外侧壁、圆盘状凸起部以及循环连接套合围成用于冷却水流通的水循环外腔室；第一环形挡圈的内侧壁、样品管的外侧壁、圆盘状凸起部以及循环连接套合围成出水循环内腔室；
所述第一环形挡圈的下部设有用于将水循环外腔室与水循环内腔室连通的腔室连通孔，所述水循环外腔室、腔室连通孔、水循环内腔室连通形成冷却循环套管的冷却环路；
所述循环连接套内的第一冷却水输送流道位于水循环外腔室上方且与所述水循环外腔室连通，所述循环连接套内的第二冷却水输送流道位于水循环内腔室上方且与水循环内腔室连通；
所述圆盘状凸起部上设有与外径与第二环形挡圈内径相同的凸起块，所述第二环形挡圈套设于圆盘状凸起部上的凸起块上，所述凸起块的外侧壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第二密封圈，通过第二密封圈的设置实现第二环形挡圈与圆盘状凸起部上的凸起块密封连接；
所述循环连接套的下端设有与向下延伸的环形凸起部，所述第二环形挡圈的上端插入于所述循环连接套的环形凸起部内，且插入于所述循环连接套的环形凸起部内的环形挡圈的外侧壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第三密封圈，通过第三密封圈的设置实现第二环形挡圈与循环连接套密封连接。
作为上述技术方案的补充，所述支柱与设置于样品管上的圆盘状凸起部连接，所述圆盘状凸起部的下端面上设有阶梯状凹槽，所述阶梯状凹槽包括上侧凹槽、下侧凹槽，所述下侧凹槽为在圆盘状凸起部下端面开设的圆柱形凹槽状结构，所述上侧凹槽为在下侧凹槽上顶面上开设的圆柱形凹槽结构，下侧凹槽的内径大于上侧凹槽的内径；
所述下侧凹槽的内侧壁上设有内螺纹，支柱的上部外侧壁上设有外螺纹，支柱的上部通过所述外螺纹螺接于圆盘状凸起部的下侧凹槽内；
所述支柱的上端面上设有外径与上侧凹槽内径相同的圆柱形凸起，所述支柱上的圆柱形凸起的外侧壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第一密封圈，当支柱的上部螺接于圆盘状凸起部的下侧凹槽内时，支柱上的圆柱形凸起位于圆盘状凸起部的上侧凹槽内，支柱通过其圆柱形凸起部上的第一密封圈与圆盘状凸起部密封连接。
作为上述技术方案的补充，所述温度控制单元还包括温度传感器Ⅰ、第一压环压帽、第二压环压帽，所述堵头内设有贯通堵头上端及下端且与样品管的样品室连通的第一流道，第一流道的上端开口处设有第一压环压帽，所述温度传感器Ⅰ的直径小于所述第一流道的直径，所述温度传感器Ⅰ的下端穿过第一压环压帽及第一流道并置于所述样品管的样品室内，用于监测样品室内的温度；
所述堵头上还设有与所述第一流道连通的第二流道，所述第二流道的下端与第一流道连通，第二流道的上端位于堵头的上端；所述第二压环压帽设置于第二流道的上端，所述第二流体管路通过第二压环压帽与第二流道连通；
所述堵头内与所述样品室连通的第二管路由第一流道与第二流道组成。
作为上述技术方案的补充，还包括紧固螺母、圆柱销、紧固螺套；
所述紧固螺套为中空管状结构，其内径与样品管的外径相同，紧固螺套的下部套设于样品管上且与样品管固定连接，紧固螺套的上部内侧壁上设有内螺纹；
所述堵头的下部为外径与样品管内径相同的圆柱结构，所述紧固螺母套设于堵头上，所述堵头的外侧壁上设有环形凹槽，紧固螺母上开设有用于圆柱销穿过的通孔，圆柱销穿过紧固螺母上的通孔且与紧固螺母固定连接，圆柱销的前端位于堵头19的外侧壁上的环形凹槽内，使紧固螺母能够与堵头相对转动，所述紧固螺母的下部外侧壁上设有外螺纹，所述紧固螺母的下部与紧固螺套螺接，实现堵头与样品管的连接；位于样品管内的圆孔内的堵头的外侧壁上设有用于设置密封圈的环形凹槽，所述密封圈设置于密封凹槽内，实现堵头与样品管之间的密封连接。
作为上述技术方案的补充，还包括卡键，所述堵头的下部外侧壁上设有环形凹槽，所述卡键嵌套于堵头下部外侧壁上的环形凹槽上，所述卡键包括第一圆环部、第二圆环部，所述第一圆环部设置于第二圆环部的上方，所述第一圆环部与第二圆环部均为环形管装结构，所述第一圆环部的外径与紧固螺套的内径相同，所述第二圆环部的外径与紧固螺套的外径相同。
作为上述技术方案的补充，还包括烧结滤芯Ⅰ、烧结滤芯Ⅱ、芯管，所述烧结滤芯Ⅰ设置于样品室的上部，烧结滤芯Ⅱ设置于样品室的下部；
所述芯管设置于样品室内且位于烧结滤芯Ⅱ与堵头之间，芯管上设有用于温度传感器Ⅰ穿过的竖向通孔，温度传感器Ⅰ的下端穿过芯管上的竖向通孔与烧结滤芯Ⅱ接触。
作为上述技术方案的补充，还包括温度传感器Ⅱ，所述温度传感器Ⅱ设置于循环连接套上，且温度传感器Ⅱ的端部穿过循环连接套位于冷却循环套管内的水循环外腔室内，用于监测冷却水温度。
本发明还公开基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置的使用方法，包括以下步骤：
S1.将预混的石英砂和水的混合物装入样品室中，作为水合物生成后赋存的多孔介质；
S2.装置整体放置于载物台上，将底座与设备载物台通过螺钉紧固连接，防止载物台在转动过程中反应釜与载物台发生相对旋转；
S3.将气体通过第一流体管路注入样品室中，维持样品室内压力，气体途经样品室、第二管路，由第二流体管路排出；
S4.向进水软管内输送冷却液，通过循环连接套、冷却循环套管对样品室进行冷却，冷却液从出水软管排出，维持3-20min，诱导水合物缓慢生成，当样品室内的温度和压力稳定后，启动CT设备，扫描样品室得到水合物在多孔介质内的赋存的初始形态；
S5.流体通过柱塞泵由第一流体管路以恒定流速注入样品室中，然后途经样品室、第二管路，由第二流体管路排出，第二流体管路通过柱塞泵维持恒压；保证流体压力稳定的同时在样品室内以恒定流速流动，实现渗流模拟，当样品室内水合物稳定后，再次启动CT进行扫描，观察流体流通前后，多孔介质内水合物赋存形态的变化。
有益效果：本发明通过管线上引的方式，结合管线支架，克服传统控温装置在纳米CT内部管路复杂，旋转过程发生缠绕等局限。在本发明的另一个方面中，通过将冷却循环套管设置于样品管的外周，提升对样品管的冷却效率与冷却质量。
附图说明
图1本发明剖视结构示意图。
图2为本发明堵头结构示意图。
图3为本发明温度控制单元结构示意图。
图4为本发明堵头与样品管连接结构示意图。
图5为本发明样品管结构示意图。
图6为本发明卡键结构示意图。
图中：1.底座、2.调节环、3.支柱、4.第一管路、5.样品管、6.第一密封圈、7.第二密封圈、8.冷却循环套管、9.烧结滤芯Ⅰ、10.样品室、11.烧结滤芯Ⅱ、12.第三密封圈、13.芯管、14.循环连接套、15.第四密封圈、16.第一软管接头、17.紧固螺母、18.进水软管、19.堵头、20.第一压环压帽、21.管线支架、22.温度传感器Ⅰ、23.温传卡套、24.第二流体管路、25.第二压环压帽、26.管线卡套、27.圆柱销、28.出水软管、29.紧固螺套、30.卡键、31.紧固螺钉、32.第二软管接头、33.第一流体管路、34.圆盘状凸起部、35.第一冷却水输送流道、36.第二冷却水输送流道、37.第一环形挡圈、38.第二环形挡圈、39.第一流道、40.第二流道、41.第一圆环部、42.第二圆环部、43.上侧凹槽、44.下侧凹槽。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图5所示，基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，包括底座1、调节环2、支柱3、样品管5、堵头19、温度控制单元、第二流体管路24、第一流体管路33。
所述支柱3竖向设置于底座1上，所述底座1用于对整个装置提供支撑。所述样品管5为空心管状结构；调节环2位于立柱3与底座1之间，用来调节整个装置高度，拧松螺丝可以调节立柱3插入底座1的长度。所述支柱3设置于样品管5的下方，支柱3的上部位于样品管5内且与样品管5密封连接，
所述堵头19设置于样品管5的上方，堵头19的下部位于样品管5内且与样品管5密封连接。
堵头19的下端、支柱3的上端、以及样品管5的侧壁合围成样品室10。
堵头19内设有与所述样品管5内的样品室10连通的第二管路，所述第二流体管路24与堵头19内的第二管路连通，第二流体管路24设置于堵头19的外部，第二流体管路24用于向第二管路内输送多相流体，多相流体通过第二流体管路24输入至第二管路内，然后流入至样品室10内。
支柱3内设有与所述样品管5内的样品室10连通的第一管路4，所述第一流体管路33与支柱3内的第一管路4连通，第一流体管路33设置于支柱3的外部，第一流体管路33用于向第一管路4内输送多相流体，多相流体通过第一流体管路33输入至第一管路4内，然后流入至样品室10内。所述第一流体管路33内装有压力传感器，第一流体管路33内压力传感器的压力可视为样品室10中的压力。
所述样品室10内装填有多孔介质。
所述温度控制单元包括冷却循环套管8、输水软管，冷却循环套管8为环形结构且套设于样品管5上，所述冷却循环套管8内部设有用于冷却水流通的冷却环路，通过输水软管向冷却环路输送冷却水实现样品管5内的样品室10的降温冷却。
传统技术方案中，将冷却装置采用半导体制冷且设置于装置底部，管线较多且对样品室10进行冷却时，由于其与样品室10的接触面积较小导致其换热效率较低，由于导线较多使整个装置在旋转扫描过程中，复杂的线路容易与反应釜或载物台发生缠绕，增加载物台所受到的扭矩，致使设备停机导致实验失败的技术问题。
本发明通过将冷却循环套管8套设样品管5上，增大与样品管5的接触面积，提升对样品管5的冷却效率，同时与第一管路4连通的第一流体管路33、与第二管路连通的第二流体管路24、与冷却循环套管8连通内冷却环路连通的软管设置简易，使整个系统精简，在装置整体进行旋转扫描时，上述第二流体管路24、第一流体管路33、软管均随装置一同旋转，规避与装置发生缠绕的技术问题，保证实验顺利进行。规避在旋转扫描过程中各管路与装置整体发生缠绕致使载物台受到的扭矩增大，导致停机的技术问题。
作为本发明的优选技术方案，如图1所示，还包括管线支架21，所述管线支架21设置于堵头19上方，且所述管线支架21的下端与堵头19通过螺接的方式连接，所述管线支架21上设有环形圈。第二流体管路24、第一流体管路33、输水软管的输入端均位于环形圈的上方，在与装置连接时，第二流体管路24的输出端穿过所述环形圈与第二管路连接，第一流体管路33的输出端穿过所述环形圈与第一管路4连接，输水软管的输出端穿过所述环形圈与冷却循环套管8连接。通过管线支架21的设置，实现对各个管路进行收束，进一步避免在扫描时与装置整体发生缠绕的技术问题。通过管线上引的方式，结合管线支架21，克服传统控温装置在纳米CT内部管路复杂，旋转过程发生缠绕等局限。
上述第二流体管路24、第一流体管路33、输水软管的输入端为流体的输入端，输出端为流体的输出端。
作为本发明的优选技术方案，还包括烧结滤芯Ⅰ9与烧结滤芯Ⅱ11，所述烧结滤芯Ⅰ9设置于样品室10的上部，烧结滤芯Ⅱ11设置于样品室10的下部，将多孔介质放置于烧结滤芯Ⅰ9与烧结滤芯Ⅱ11之间，烧结滤芯Ⅰ9与烧结滤芯Ⅱ11能够实现气体通过的同时防止透砂。烧结滤芯Ⅰ9与烧结滤芯Ⅱ11可以有效的防止多相流体通过样品管5的时候，携带多孔介质进入管路中，从而堵塞管路。
作为本发明的优选技术方案，还包括芯管13，所述芯管13设置于样品室10内且位于烧结滤芯Ⅱ11与堵头19之间，芯管13上设有用于温度传感器Ⅰ22穿过的竖向通孔，所述温度传感器Ⅰ22的下端穿过芯管13上的竖向通孔与烧结滤芯Ⅱ11接触。芯管13的设置用于防止流体注入时，烧结滤芯Ⅱ11发生偏心，使样品室10内部的样品不通过烧结滤芯Ⅱ11直接流入至第二管路内。
作为本发明的优选技术方案，如图1、图3所示，所述温度控制单元还包括循环连接套14、第一软管接头16、第二软管接头32；所述输水软管包括进水软管18、出水软管28；
所述循环连接套14为环形结构且套设于样品管5上，循环连接套14位于冷却循环套管8的上方，循环连接套14内设有第一冷却水输送流道35及第二冷却水输送流道36，所述第一冷却水输送流道35的下端与冷却循环套管8内的冷却环路连通，第一冷却水输送流道35的上端通过第一软管接头16与进水软管18连接，所述第二冷却水输送流道36的下端与冷却循环套管8内的冷却环路连通，第二冷却水输送流道36的上端通过第二软管接头32与出水软管28连接。
向冷却循环套管8内输送冷却水的过程中，首先向进水软管18通入冷却水，冷却水通过循环连接套14的内第一冷却水输送流道35流入至冷却循环套管8的冷却环路内，然后冷却环路内的冷却水通过循环连接套14内的第二冷却水输送流道36由出水软管28流出。
作为上述实施例的优选技术方案，所述第一冷却水输送流道35、第二冷却水输送流道36相对设置，使冷却水在冷却循环套管8内流动距离最大，提升冷却效果。
作为本发明的优选技术方案，如图3所示，所述样品管5的下部外侧壁上设有与样品管5一体成形的圆盘状凸起部34，所述循环连接套14与样品管5的外侧壁密封连接。
所述循环连接套14的内侧壁上开设有环形凹槽，循环连接套14的内侧壁上的环形凹槽内设有第四密封圈15，通过第四密封圈15的设置实现循环连接套14与样品管5密封连接。
所述冷却循环套管8包括第一环形挡圈37、第二环形挡圈38，所述第一环形挡圈37、第二环形挡圈38均套设于样品管5上，且第二环形挡圈38设置于第一环形挡圈37的外侧。
第一环形挡圈37的下端与样品管5上的圆盘状凸起部34连接，上端与循环连接套14连接。第二环形挡圈38的下端与样品管5上的圆盘状凸起部34密封连接，上端与循环连接套14密封连接。
所述第一环形挡圈37的内侧壁、第二环形挡圈38的外侧壁、圆盘状凸起部34以及循环连接套14合围成用于冷却水流通的水循环外腔室；第一环形挡圈37的内侧壁、样品管5的外侧壁、圆盘状凸起部34以及循环连接套14合围成出水循环内腔室。所述第一环形挡圈37的下部设有用于将水循环外腔室与水循环内腔室连通的腔室连通孔，所述水循环外腔室、腔室连通孔、水循环内腔室连通形成冷却循环套管8的冷却环路，水循环内腔室内的冷却水直接与样品管5的外侧壁接触，对样品管5进行降温。
所述循环连接套14内的第一冷却水输送流道35位于水循环外腔室上方且与所述水循环外腔室连通，所述循环连接套14内的第二冷却水输送流道36位于水循环内腔室上方且与水循环内腔室连通。当需对样品管5内的样品室10进行冷却时，冷却水通过进水软管18、第一冷却水输送流道35，流入至冷却循环套管8的水循环外腔室内，然后通过腔室连通孔流入至水循环内腔室，通过第二冷却水输送流道36、出水软管28排出，完成对样品室10的冷却。
上述技术方案中，仅需将第二环形挡圈38样品管5上的圆盘状凸起部34、循环连接套14密封连接，即可完成循环连接套14与样品管5之间的密封连接目的。
作为上述实施例的优选技术方案，所述圆盘状凸起部34上设有与外径与第二环形挡圈38内径相同的凸起块，所述第二环形挡圈38套设于圆盘状凸起部34上的凸起块上，所述凸起块的外侧壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第二密封圈7，通过所述第二密封圈7设置实现第二环形挡圈38与圆盘状凸起部34上的凸起块密封连接。
作为上述实施例的优选技术方案，所述循环连接套14的下端设有与向下延伸的环形凸起部，所述第二环形挡圈38的上端插入于所述循环连接套14的环形凸起部内，插入于循环连接套14的环形凸起部内的环形挡圈的外侧壁与循环连接套14的环形凸起部的内侧壁相贴合。插入于所述循环连接套14的环形凸起部内的环形挡圈的外侧壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第三密封圈12，通过第三密封圈12的设置实现第二环形挡圈38与循环连接套14密封连接。
作为本发明的优选技术方案，如图1、图5所示，所述支柱3与设置于样品管5上的圆盘状凸起部34连接，所述圆盘状凸起部34的下端面上设有阶梯状凹槽，所述阶梯状凹槽包括上侧凹槽43、下侧凹槽44
所述下侧凹槽44为在圆盘状凸起部34下端面开设的圆柱形凹槽状结构，所述上侧凹槽43为在下侧凹槽44上顶面上开设的圆柱形凹槽结构，下侧凹槽44的内径大于上侧凹槽43的内径。
所述下侧凹槽44的内侧壁上设有内螺纹，支柱3的上部外侧壁上设有外螺纹，支柱3的上部通过所述外螺纹螺接于圆盘状凸起部34的下侧凹槽44内；
所述支柱3的上端面上设有外径与上侧凹槽43内径相同的圆柱形凸起，所述支柱3上的圆柱形凸起的外侧壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第一密封圈6，当支柱3的上部螺接于圆盘状凸起部34的下侧凹槽44内时，支柱3上的圆柱形凸起位于圆盘状凸起部34的上侧凹槽43内，支柱3通过其圆柱形凸起部上的第一密封圈6与圆盘状凸起部34密封连接。
作为本发明的优选技术方案，如图1所示，所述温度控制单元还包括温度传感器Ⅰ22、第一压环压帽20、第二压环压帽25。所述压环压帽为用于管线连接的密封接头，为管线连接配件的一种，其结构为空心圆柱形管状结构。所述温度传感器Ⅰ22设置于堵头19上，所述堵头19内设有贯通堵头19上端及下端且与样品管5的样品室10连通的第一流道39，第一流道39的上端开口处设有第一压环压帽20，所述温度传感器Ⅰ22的下端穿过第一压环压帽20、第一流道39，置于所述样品管5的样品室10内，用于监测样品室10内的温度。第一压环压帽20外侧壁与第一流道39的上端内侧壁密封连接，第一压环压帽20的内侧壁与温度传感器Ⅰ22的外侧壁密封连接，通过第一压环压帽20的设置使温度传感器Ⅰ22与堵头19密封连接。
温度传感器Ⅰ22的下端位于样品室10内。所述温度传感器Ⅰ22的直径小于所述第一流道39的直径。所述堵头19上还设有与所述第一流道39连通的第二流道40，所述第二流道40的下端与第一流道39连通，第二流道40的上端位于堵头19的上端。
所述第二压环压帽25设置于第二流道40的上端，第二压环压帽25的外侧壁与第二流道40的内侧壁密封连接，所述第二流体管路24通过第二压环压帽25与第二流道40连通，第二流体管路24的外侧壁与第二压环压帽25的内侧壁密封连接，第二流体管路24通过第二压环压帽25与堵头19密封连接。
还包括管线卡套26、温传卡套23，所述温传卡套23设置于温度传感器Ⅰ22与第一压环压帽20之间，用于实现温度传感器Ⅰ22与第一压环压帽20密封连接。所述管线卡套26设置于第二流体管路24与第二压环压帽25之间，用于将第二流体管路24与第二压环压帽25密封连接。
所述堵头19内与所述样品室10连通的第二管路由第一流道39与第二流道40组成。当通过堵头19向样品室10内通入流体时，流体通过第二流体管路24输送至第二流道40内，然后通过温度传感器Ⅰ22与第一流道39之间的间隙流入至样品室10内。
通过上述设置，能够使温度传感器Ⅰ22顺利监测到样品室10内的温度，并且仅需开设一组与样品室10连通的流道即可实现温度监测、流体输送的目的，减少对堵头19的加工工序。
作为本发明的优选技术方案，如图1、图2所示，还包括紧固螺母17、圆柱销27、紧固螺套29。
所述堵头19的下部为外径与样品管5内径相同的圆柱结构。
所述紧固螺套29为中空管状结构，内径与样品管5的外径相同，且紧固螺套29的下部套设于样品管5上，并通过紧固螺钉31样品管5固定连接，位于紧固螺套29的上部且位于样品管5上方的紧固螺套29的内侧壁上设有内螺纹。
所述紧固螺母17套设于堵头19上，所述堵头19的外侧壁上设有环形凹槽，
紧固螺母17上开设有用于圆柱销27穿过的通孔，圆柱销27穿过紧固螺母17上的通孔且与紧固螺母17固定连接，圆柱销27的前端位于堵头19的外侧壁上的环形凹槽内，使紧固螺母17能够与堵头19相对转动。所述紧固螺母17的下部外侧壁上设有外螺纹。通过将紧固螺母17的下部与紧固螺套29螺接，实现堵头19与样品管5的连接。
将堵头19与样品管5进行装配时，旋动紧固螺母17，将紧固螺母17与紧固螺套29螺接，此过程中紧固螺母17带动堵头19向下运动，使堵头19的下端行进至样品管5上部的圆孔内。在装置整体组装过程中，第二流体管路24事先已与堵头19上的第二管路连接，通过圆柱销27的设置，实现在旋转紧固螺母17旋转的过程中，堵头19不与紧固螺母17一同旋转，规避在堵头19与样品管5安装过程中第二流体管路24与装置整体发生缠绕的技术问题。此外在堵头19与样品管5拆卸过程中同样规避第二流体管路24与装置整体发生缠绕的技术问题。
作为上述实施例的优选技术方案，还包括卡键30，所述堵头19的下部外侧壁上设有环形凹槽，所述卡键30嵌套于堵头19下部外侧壁上的环形凹槽上，所述卡键30包括第一圆环部41、第二圆环部42，所述第一圆环部41设置于第二圆环部42的上方，所述第一圆环部41与第二圆环部42均为环形管装结构，第一圆环部41与第二圆环部42的内径相同，所述第一圆环部41的外径与紧固螺套29的内径相同，所述第二圆环部42的外径与紧固螺套29的外径相同。
当紧固螺母17螺接于紧固螺套29上的过程中，卡键30的第二圆环部42的下端与样品管5的上端抵触时，完成堵头19与样品管5的连接。通过卡键30的设置，紧固螺母17与紧固螺套29螺接时，对堵头19的向下运动进行限位，防止紧固螺母17的下端直接与样品管5的上端直接接触，人工拧紧紧固螺母17的过程中对样品管5的上端施加较大下压力对样品管5造成磨损或变形的技术问题。
作为上述实施例的优选技术方案，位于样品管5内的堵头19的外侧壁上设有用于设置密封圈的环形凹槽，所述密封圈设置于密封凹槽内，实现堵头19与样品管5之间的密封连接。
作为本发明的优选技术方案，还包括温度传感器Ⅱ图中未画出，所述温度传感器Ⅱ设置于循环连接套14上，且温度传感器Ⅱ的端部穿过循环连接套14位于冷却循环套管8内的水循环外腔室内，用于监测冷却水温度。在降温时可通过温度传感器Ⅱ的读数调整冷却水温度。
本发明还公开基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置的使用方法，包括以下步骤：
S1.将预混的石英砂和水的混合物装入样品室10中，作为水合物生成后赋存的多孔介质；
S2.装置整体放置于载物台上，将底座1与设备载物台通过螺钉紧固连接，防止载物台在转动过程中反应釜与载物台发生相对旋转；
S3.通过外部的供气装置，将气体通过第一流体管路33注入样品室10中，维持目标压力，气体途经样品室10、第二管路，由第二流体管路24排出；
S4.向进水软管18内输送冷却液，通过循环连接套14、冷却循环套管8对样品室进行冷却，冷却液从出水软管28排出，维持3-20min不同工况下水合物的诱导时间不同，诱导水合物缓慢生成，实现水合物原位生成，当样品室内的温度和压力再次稳定后，启动CT设备，扫描样品室10得到水合物在多孔介质内的赋存的初始形态。
S5.流体通过柱塞泵由第一流体管路33以恒定流速注入样品室中，然后途经样品室10、第二管路，由第二流体管路24排出，第二流体管路通过柱塞泵维持恒压；保证流体压力稳定的同时在样品室内以恒定流速流动，实现渗流模拟。当样品室内样品稳定后，所述水合物稳定为当流体以恒定流速注入至样品室内并维持2-4h，再次启动CT进行扫描，观察流体流通前后，多孔介质内水合物赋存形态的变化。
以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。
Claims (8)
1.基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，包括底座（1）、支柱（3）、样品管（5）、堵头（19）、温度控制单元、第二流体管路（24）、第一流体管路（33）、管线支架（21）；
所述支柱（3）竖向设置于底座（1）上，所述样品管（5）为空心管状结构，所述支柱（3）设置于样品管（5）的下方，支柱（3）的上部位于样品管（5）内且与样品管（5）密封连接，所述堵头（19）设置于样品管（5）的上方，堵头（19）的下部位于样品管（5）内且与样品管（5）密封连接，堵头（19）的下端、支柱（3）的上端、以及样品管（5）的侧壁合围成样品室（10）；
支柱（3）内设有与所述样品管（5）内的样品室（10）连通的第一管路（4），所述第一流体管路（33）的端部与设置于支柱（3）内的第一管路（4）连通；堵头（19）内设有与所述样品管（5）内的样品室（10）连通的第二管路，所述第二流体管路（24）的端部与设置于堵头（19）内的第二管路连通；
所述温度控制单元包括冷却循环套管（8）、输水软管，所述冷却循环套管（8）为环形结构且套设于样品管（5）上，所述冷却循环套管（8）内部设有用于冷却水流通的冷却环路，输水软管与冷却循环套管（8）内的冷却环路连通，通过输水软管向冷却环路输送冷却水实现样品管（5）内的样品室（10）的降温冷却；
所述管线支架（21）设置于堵头（19）上方，管线支架（21）上设有环形圈，所述第二流体管路（24）、第一流体管路（33）、输水软管的输入端均位于环形圈的上方，第二流体管路（24）的输出端穿过所述环形圈与第二管路连接，第一流体管路（33）的输出端穿过所述环形圈与第一管路（4）连接，输水软管的输出端穿过所述环形圈与冷却循环套管（8）连接；
所述温度控制单元还包括循环连接套（14）、第一软管接头（16）、第二软管接头（32）；所述输水软管包括进水软管（18）、出水软管（28）；
所述循环连接套（14）为环形结构且套设于样品管（5）上，循环连接套（14）位于冷却循环套管（8）的上方，循环连接套（14）内设有第一冷却水输送流道（35）及第二冷却水输送流道（36），所述第一冷却水输送流道（35）的下端与冷却循环套管（8）内的冷却环路连通，第一冷却水输送流道（35）的上端通过第一软管接头（16）与进水软管（18）连接，所述第二冷却水输送流道（36）的下端与冷却循环套管（8）内的冷却环路连通，第二冷却水输送流道（36）的上端通过第二软管接头（32）与出水软管（28）连接；
所述循环连接套（14）与样品管（5）的外侧壁密封连接；
所述样品管（5）的下部外侧壁上设有圆盘状凸起部（34）；
所述冷却循环套管（8）包括第一环形挡圈（37）、第二环形挡圈（38），所述第一环形挡圈（37）、第二环形挡圈（38）均套设于样品管（5）上，且第二环形挡圈（38）设置于第一环形挡圈（37）的外侧，
第一环形挡圈（37）的下端与样品管（5）上的圆盘状凸起部（34）连接，上端与循环连接套（14）连接；第二环形挡圈（38）的下端与样品管（5）上的圆盘状凸起部（34）密封连接，上端与循环连接套（14）密封连接；
所述第一环形挡圈（37）的内侧壁、第二环形挡圈（38）的外侧壁、圆盘状凸起部（34）以及循环连接套（14）合围成用于冷却水流通的水循环外腔室；第一环形挡圈（37）的内侧壁、样品管（5）的外侧壁、圆盘状凸起部（34）以及循环连接套（14）合围成出水循环内腔室；
所述第一环形挡圈（37）的下部设有用于将水循环外腔室与水循环内腔室连通的腔室连通孔，所述水循环外腔室、腔室连通孔、水循环内腔室连通形成冷却循环套管（8）的冷却环路；
所述循环连接套（14）内的第一冷却水输送流道（35）位于水循环外腔室上方且与所述水循环外腔室连通，所述循环连接套（14）内的第二冷却水输送流道（36）位于水循环内腔室上方且与水循环内腔室连通；
所述圆盘状凸起部（34）上设有与外径与第二环形挡圈（38）内径相同的凸起块，所述第二环形挡圈（38）套设于圆盘状凸起部（34）上的凸起块上，所述凸起块的外侧壁上设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第二密封圈（7），通过第二密封圈（7）的设置实现第二环形挡圈（38）与圆盘状凸起部（34）上的凸起块密封连接；
所述循环连接套（14）的下端设有与向下延伸的环形凸起部，所述第二环形挡圈（38）的上端插入于所述循环连接套（14）的环形凸起部内，且插入于所述循环连接套（14）的环形凸起部内的环形挡圈的外侧壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第三密封圈（12），通过第三密封圈（12）的设置实现第二环形挡圈（38）与循环连接套（14）密封连接。
2.根据权利要求1所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，所述支柱（3）与设置于样品管（5）上的圆盘状凸起部（34）连接，所述圆盘状凸起部（34）的下端面上设有阶梯状凹槽，所述阶梯状凹槽包括上侧凹槽（43）、下侧凹槽（44），所述下侧凹槽（44）为在圆盘状凸起部（34）下端面开设的圆柱形凹槽状结构，所述上侧凹槽（43）为在下侧凹槽（44）上顶面上开设的圆柱形凹槽结构，下侧凹槽（44）的内径大于上侧凹槽（43）的内径；
所述下侧凹槽（44）的内侧壁上设有内螺纹，支柱（3）的上部外侧壁上设有外螺纹，支柱（3）的上部通过所述外螺纹螺接于圆盘状凸起部（34）的下侧凹槽（44）内；
所述支柱（3）的上端面上设有外径与上侧凹槽（43）内径相同的圆柱形凸起，所述支柱（3）上的圆柱形凸起的外侧壁上开设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有第一密封圈（6），当支柱（3）的上部螺接于圆盘状凸起部（34）的下侧凹槽（44）内时，支柱（3）上的圆柱形凸起位于圆盘状凸起部（34）的上侧凹槽（43）内，支柱（3）通过其圆柱形凸起部上的第一密封圈（6）与圆盘状凸起部（34）密封连接。
3.根据权利要求1所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，所述温度控制单元还包括温度传感器Ⅰ（22）、第一压环压帽（20）、第二压环压帽（25），所述堵头（19）内设有贯通堵头（19）上端及下端且与样品管（5）的样品室（10）连通的第一流道（39），第一流道（39）的上端开口处设有第一压环压帽（20），所述温度传感器Ⅰ（22）的直径小于所述第一流道（39）的直径，所述温度传感器Ⅰ（22）的下端穿过第一压环压帽（20）及第一流道（39）并置于所述样品管（5）的样品室（10）内，用于监测样品室（10）内的温度；
所述堵头（19）上还设有与所述第一流道（39）连通的第二流道（40），所述第二流道（40）的下端与第一流道（39）连通，第二流道（40）的上端位于堵头（19）的上端；所述第二压环压帽（25）设置于第二流道（40）的上端，所述第二流体管路（24）通过第二压环压帽（25）与第二流道（40）连通；
所述堵头（19）内与所述样品室（10）连通的第二管路由第一流道（39）与第二流道（40）组成。
4.根据权利要求1所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，还包括紧固螺母（17）、圆柱销（27）、紧固螺套（29）；
所述紧固螺套（29）为中空管状结构，其内径与样品管（5）的外径相同，紧固螺套（29）的下部套设于样品管（5）上且与样品管（5）固定连接，紧固螺套（29）的上部内侧壁上设有内螺纹；
所述堵头（19）的下部为外径与样品管（5）内径相同的圆柱结构，所述紧固螺母（17）套设于堵头（19）上，所述堵头（19）的外侧壁上设有环形凹槽，紧固螺母（17）上开设有用于圆柱销（27）穿过的通孔，圆柱销（27）穿过紧固螺母（17）上的通孔且与紧固螺母（17）固定连接，圆柱销（27）的前端位于堵头19的外侧壁上的环形凹槽内，使紧固螺母（17）能够与堵头（19）相对转动，所述紧固螺母（17）的下部外侧壁上设有外螺纹，所述紧固螺母（17）的下部与紧固螺套（29）螺接，实现堵头（19）与样品管（5）的连接；位于样品管（5）内的圆孔内的堵头（19）的外侧壁上设有用于设置密封圈的环形凹槽，所述密封圈设置于密封凹槽内，实现堵头（19）与样品管（5）之间的密封连接。
5.根据权利要求4所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，还包括卡键（30），所述堵头（19）的下部外侧壁上设有环形凹槽，所述卡键（30）嵌套于堵头（19）下部外侧壁上的环形凹槽上，所述卡键（30）包括第一圆环部（41）、第二圆环部（42），所述第一圆环部（41）设置于第二圆环部（42）的上方，所述第一圆环部（41）与第二圆环部（42）均为环形管装结构，所述第一圆环部（41）的外径与紧固螺套（29）的内径相同，所述第二圆环部（42）的外径与紧固螺套（29）的外径相同。
6.根据权利要求1所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，还包括烧结滤芯Ⅰ（9）、烧结滤芯Ⅱ（11）、芯管（13），所述烧结滤芯Ⅰ（9）设置于样品室（10）的上部，烧结滤芯Ⅱ（11）设置于样品室（10）的下部；
所述芯管（13）设置于样品室（10）内且位于烧结滤芯Ⅱ（11）与堵头（19）之间，芯管（13）上设有用于温度传感器Ⅰ（22）穿过的竖向通孔，温度传感器Ⅰ（22）的下端穿过芯管（13）上的竖向通孔与烧结滤芯Ⅱ（11）接触。
7.根据权利要求1所述的基于纳米CT水合物原位生成、渗流模拟装置，其特征在于，还包括温度传感器Ⅱ，所述温度传感器Ⅱ设置于循环连接套（14）上，且温度传感器Ⅱ的端部穿过循环连接套（14）位于冷却循环套管（8）内的水循环外腔室内，用于监测冷却水温度。
8.根据权利要求1-7任意一条所述装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将预混的石英砂和水的混合物装入样品室（10）中，作为水合物生成后赋存的多孔介质；
S2.装置整体放置于载物台上，将底座（1）与设备载物台通过螺钉紧固连接，防止载物台在转动过程中反应釜与载物台发生相对旋转；
S3.将气体通过第一流体管路（33）注入样品室（10）中，维持样品室内压力，气体途经样品室（10）、第二管路，由第二流体管路（24）排出；
S4.向进水软管（18）内输送冷却液，通过循环连接套（14）、冷却循环套管（8）对样品室进行冷却，冷却液从出水软管（28）排出，维持3-20min，诱导水合物缓慢生成，当样品室内的温度和压力稳定后，启动CT设备，扫描样品室（10）得到水合物在多孔介质内的赋存的初始形态；
S5.流体通过柱塞泵由第一流体管路（33）以恒定流速注入样品室中，然后途经样品室（10）、第二管路，由第二流体管路（24）排出，第二流体管路（24）通过柱塞泵维持恒压；保证流体压力稳定的同时在样品室内以恒定流速流动，实现渗流模拟，当样品室内水合物稳定后，再次启动CT进行扫描，观察流体流通前后，多孔介质内水合物赋存形态的变化。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311305934.1A CN117368066B (zh) | 2023-10-10 | 2023-10-10 | 基于纳米ct水合物原位生成、渗流模拟装置及其使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311305934.1A CN117368066B (zh) | 2023-10-10 | 2023-10-10 | 基于纳米ct水合物原位生成、渗流模拟装置及其使用方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117368066A CN117368066A (zh) | 2024-01-09 |
| CN117368066B true CN117368066B (zh) | 2024-05-17 |
Family
ID=89403396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311305934.1A Active CN117368066B (zh) | 2023-10-10 | 2023-10-10 | 基于纳米ct水合物原位生成、渗流模拟装置及其使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117368066B (zh) |
Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6216804B1 (en) * | 1998-07-29 | 2001-04-17 | James T. Aumann | Apparatus for recovering core samples under pressure |
| CN102445371A (zh) * | 2011-11-10 | 2012-05-09 | 大连理工大学 | 水合物沉积物原位生成与分解及其渗透率测量一体化装置 |
| CN102519991A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-06-27 | 大连理工大学 | 一种用于x射线ct设备的天然气水合物传热性能测试装置 |
| KR20130125186A (ko) * | 2012-05-08 | 2013-11-18 | 한국지질자원연구원 | 가스 하이드레이트 생산모사시스템 및 이를 이용한 생산모사방법 |
| CN109254137A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-22 | 青岛海洋地质研究所 | 联合x-ct技术的水合物沉积物流固体产出测量装置及测量方法 |
| CN209102653U (zh) * | 2018-11-16 | 2019-07-12 | 中国矿业大学 | 裂隙试样渗流传热过程中水岩界面对流换热系数测量装置 |
| CN110374556A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 大连理工大学 | 具有储层多层位压力补偿功能的天然气水合物开采装置 |
| JP2020201236A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 広州海洋地質調査局 | 堆積物の構造変化の可視化実験装置及びシミュレーション方法 |
| CN112881441A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-01 | 大连理工大学 | 一种用于低温高压样品ct扫描的无限旋转装置 |
| CN114088747A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-25 | 西安石油大学 | 岩心夹持器 |
| CN114486532A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-05-13 | 中国矿业大学(北京) | 测试含冰软岩样品蠕变中流体运移规律的装置和方法 |
| CN114893175A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-08-12 | 中国石油大学(华东) | 评价钻井液侵入导致天然气水合物储层伤害的装置和方法 |
| CN114965076A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-30 | 中国海洋大学 | 水合物开采渗流过程沉积物骨架微观变形测量装置及方法 |
| CN115184168A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-10-14 | 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 | 一种土样多功能测试协同ct扫描装置及扫描方法 |
| CN115370335A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-11-22 | 中国石油大学(华东) | 自生热辅助降压的水合物强化开采实验系统及实验方法 |
| CN115452505A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-12-09 | 青岛海洋地质研究所 | 海底受力条件下水合物反应过程模拟观测装置及方法 |
| CN115598015A (zh) * | 2022-10-17 | 2023-01-13 | 中国石油大学（华东）（Cn） | 一种多孔介质中油/水乳状液生成与粒径动态演化实时监测实验装置 |
| CN218298086U (zh) * | 2022-07-29 | 2023-01-13 | 青岛海洋地质研究所 | 基于小尺度水合物样品的超声与x-ct联合探测模拟实验系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090056369A1 (en) * | 2007-08-27 | 2009-03-05 | Fink Harvey S | Chilling apparatus |
| EP2359305A4 (en) * | 2008-11-20 | 2017-05-10 | Exxonmobil Upstream Research Company | Sand and fluid production and injection modeling methods |
| CN107462508B (zh) * | 2017-08-16 | 2018-10-02 | 西南石油大学 | 一种多场耦合渗流多功能实验装置及测试方法 |
| WO2019170044A1 (zh) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | 浙江大学 | 模拟深海海床响应的控压控温超重力实验装置 |
| CN109668916B (zh) * | 2018-12-11 | 2021-02-19 | 大连理工大学 | 一种水合物沉积物ct三轴试验装置 |
-
2023
- 2023-10-10 CN CN202311305934.1A patent/CN117368066B/zh active Active
Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6216804B1 (en) * | 1998-07-29 | 2001-04-17 | James T. Aumann | Apparatus for recovering core samples under pressure |
| CN102445371A (zh) * | 2011-11-10 | 2012-05-09 | 大连理工大学 | 水合物沉积物原位生成与分解及其渗透率测量一体化装置 |
| CN102519991A (zh) * | 2011-12-20 | 2012-06-27 | 大连理工大学 | 一种用于x射线ct设备的天然气水合物传热性能测试装置 |
| KR20130125186A (ko) * | 2012-05-08 | 2013-11-18 | 한국지질자원연구원 | 가스 하이드레이트 생산모사시스템 및 이를 이용한 생산모사방법 |
| CN109254137A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-22 | 青岛海洋地质研究所 | 联合x-ct技术的水合物沉积物流固体产出测量装置及测量方法 |
| CN209102653U (zh) * | 2018-11-16 | 2019-07-12 | 中国矿业大学 | 裂隙试样渗流传热过程中水岩界面对流换热系数测量装置 |
| JP2020201236A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 広州海洋地質調査局 | 堆積物の構造変化の可視化実験装置及びシミュレーション方法 |
| CN110374556A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-10-25 | 大连理工大学 | 具有储层多层位压力补偿功能的天然气水合物开采装置 |
| CN112881441A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-01 | 大连理工大学 | 一种用于低温高压样品ct扫描的无限旋转装置 |
| CN114088747A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-25 | 西安石油大学 | 岩心夹持器 |
| CN114486532A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-05-13 | 中国矿业大学(北京) | 测试含冰软岩样品蠕变中流体运移规律的装置和方法 |
| CN114893175A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-08-12 | 中国石油大学(华东) | 评价钻井液侵入导致天然气水合物储层伤害的装置和方法 |
| CN114965076A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-30 | 中国海洋大学 | 水合物开采渗流过程沉积物骨架微观变形测量装置及方法 |
| CN115184168A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-10-14 | 中交第一公路勘察设计研究院有限公司 | 一种土样多功能测试协同ct扫描装置及扫描方法 |
| CN218298086U (zh) * | 2022-07-29 | 2023-01-13 | 青岛海洋地质研究所 | 基于小尺度水合物样品的超声与x-ct联合探测模拟实验系统 |
| CN115452505A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-12-09 | 青岛海洋地质研究所 | 海底受力条件下水合物反应过程模拟观测装置及方法 |
| CN115598015A (zh) * | 2022-10-17 | 2023-01-13 | 中国石油大学（华东）（Cn） | 一种多孔介质中油/水乳状液生成与粒径动态演化实时监测实验装置 |
| CN115370335A (zh) * | 2022-10-25 | 2022-11-22 | 中国石油大学(华东) | 自生热辅助降压的水合物强化开采实验系统及实验方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Micro-CT analysis of structural characteristics of natural gas hydrate in porous media during decomposition;Yangsheng Zhao 等;《Journal of Natural Gas Science and Engineering》;20160227;第139-148页 * |
| 低场核磁共振在天然气水合物实验研究中的应用;赵越超 等;《实验室科学》;20230630;第第26卷卷(第第3期期);第64-68页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117368066A (zh) | 2024-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109236243B (zh) | 三维综合性储层水合物模拟分析系统及分析方法 | |
| WO2020238928A1 (zh) | 一种绞笼式天然气水合物连续反应装置 | |
| CN108894772A (zh) | 一种高温高压可视化井筒气液流态模拟实验装置及方法 | |
| CN104777057A (zh) | 一种超临界co2注入与煤层气强化驱替模拟试验装置 | |
| CN117368066B (zh) | 基于纳米ct水合物原位生成、渗流模拟装置及其使用方法 | |
| CN101118028B (zh) | 液氯气化装置及气化方法 | |
| CN208858337U (zh) | 一种高温高压可视化井筒气液流态模拟实验装置 | |
| CN206793660U (zh) | 一种立式反应釜 | |
| CN103334730B (zh) | 用于稠油井放喷准确控制日产量的组合油嘴装置 | |
| CN209398416U (zh) | 一种地质储层径向流模拟系统 | |
| CN114352228B (zh) | 一种波码通讯电动测封一体化智能分注仪 | |
| CN103470235A (zh) | 高压氮气泡沫发生测控装置 | |
| CN108181440B (zh) | 测试大型地下水封石洞库回注水水质指标的实验装置 | |
| CN113368719B (zh) | 适用于不同工况井下作业的高压泡沫发生装置及制备方法 | |
| CN113669049B (zh) | 一种注水井全井筒管柱溶解氧腐蚀模拟装置应用方法 | |
| CN212864095U (zh) | 一种灌装生产线的注水装置 | |
| CN210121465U (zh) | 一种绞笼式天然气水合物连续反应装置 | |
| CN212803158U (zh) | 油井井口流程自动温控连通阀 | |
| CN116928592B (zh) | 一种二氧化碳利用与存储设备 | |
| CN221693283U (zh) | 一种可监测调控发泡率的泡沫发生系统 | |
| CN214784390U (zh) | 一种恒压供水装置 | |
| CN216240585U (zh) | 一种适用于高温高压气体注入设备 | |
| CN221665338U (zh) | 一种孔径可调的限流装置 | |
| CN219907880U (zh) | 一种水电解制氢设备用补水装置 | |
| CN101015503A (zh) | 一种滴丸机滴头组件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |