[發明專利]一種合成與分解混合氣體水合物的實驗裝置

有效

• 申請號: 201611076147.4
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106525890B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 王平康;張旭輝;祝有海;魯曉兵;龐守吉;張帥;黃霞;陸程
• 申請（專利權）人: 中國地質調查局油氣資源調查中心
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08;G01N30/02
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙)11390
• 代理人: 胡劍輝

技術領域

本發明屬于天然氣水合物技術開發領域，具體涉及一種合成與分解混合氣體水合物的實驗裝置。

背景技術

我國凍土區天然氣水合物成藏條件與國際凍土區(如加拿大Mallik、美國Alaska等)存在顯著差異，主要特點是：儲層以砂巖和泥巖為主，賦存形式以裂隙填充為主，氣體組分以甲烷、乙烷、丙烷和二氧化碳等為主，凍土層厚度較薄(100m左右)，天然氣水合物儲層壓力較低而溫度較高。尤其在我國西藏羌塘盆地，雖然已發現存在高壓淺層氣，但在水、氣和溫度壓力條件均適宜的條件下，尚未發現天然氣水合物的存在。因此，急需開展合成與分解混合氣體水合物的條件實驗研究，為我國凍土區水合物成藏評價和勘探提供依據。

發明內容

本發明的目的是：提供一種合成與分解混合氣體水合物的實驗裝置，解決現有天然氣水合物實驗研究方法匱乏的問題，為我國凍土區水合物成藏評價和勘探提供依據。

本發明的技術方案是：一種合成與分解混合氣體水合物的實驗裝置，包括：氣體供給模塊、氣體壓縮輸送模塊、氣體混合緩沖模塊、高壓釜模塊、控溫低場核磁共振模塊、氣水分離模塊、氣體收集模塊、色譜檢測模塊；

所述氣體供給模塊用于向氣體壓縮輸送模塊輸送甲烷氣、乙烷氣、丙烷氣、二氧化碳氣；所述氣體供給模塊包括：用于提供甲烷氣的甲烷、用于提供乙烷氣的乙烷、用于提供丙烷氣的丙烷、用于提供二氧化碳氣的二氧化碳，用于控制甲烷氣流量的流量控制器、用于控制已烷氣流量的流量控制器、用于控制丙烷氣流量的流量控制器、用于控制二氧化碳氣流量的流量控制器；

所述氣體混合輸送模塊用于將所述氣體供給模塊輸送的甲烷氣、乙烷氣、丙烷氣、二氧化碳氣進行混合，輸送給所述氣體混合緩沖模塊；

所述氣體壓縮緩沖模塊用于壓縮所述氣體壓縮輸送模塊輸送的混合氣，使其保持預定的溫度和壓力，并向所述高壓釜模塊輸送一定溫度和壓力的混合氣；所述氣體壓縮緩沖模塊包括用于測量顯示混合氣溫度的溫度傳感器、用于測量顯示混合氣壓力的壓力傳感器；

所述高壓釜模塊內放置用橡皮膜包裹的巖石樣品，巖石樣品上表面設置溫度傳感器和壓力傳感器；所述高壓釜模塊與橡皮膜之間的空腔內由無核磁信號的液體進行圍壓加載，模擬地層壓力；所述高壓釜模塊放置于所述控溫低場核磁共振模塊中；

所述控溫低場核磁共振模塊用于給所述高壓釜模塊提供核磁環境；所述控溫低場核磁共振模塊在混合氣體水合物合成時，對磁場中的所述高壓釜模塊進行降溫，實時通過T₂譜測量不同混合氣組分、壓力、溫度條件下的頁巖樣品的含水量變化、溫度和壓力數據；所述控溫低場核磁共振模塊在混合氣體水合物分解時，對磁場中的所述高壓釜模塊進行升溫，實時通過T₂譜測量不同混合氣組分、壓力、溫度條件下的頁巖樣品的含水量變化、溫度和壓力數據；

所述氣水分離模塊用于去除所述控溫低場核磁共振模塊排出的混合氣中的水分；

所述氣體收集模塊連接所述氣水分離模塊出口，用于收集所述氣水分離模塊分離出的混合氣；

所述色譜檢測模塊用于對混合氣進行氣相色譜檢測，獲取混合氣體組分和含量。

本發明通過對各種氣體的混合、加壓、核磁條件下的合成與分解、氣水分離、氣體收集和色譜檢測，解決了現有混合天然氣水合物實驗研究方法匱乏的問題，便于研究我國凍土區這種多組分混合氣體特殊環境下的水合物成藏的科學問題，為我國凍土區現場找礦、鉆探提供水合物埋藏深度、儲量預測提供基本物理參數，節約大量的人力、物力和財力。

附圖說明

圖1為本發明組成示意圖。

具體實施方式

實施例1：參見圖1，一種合成與分解混合氣體水合物的實驗裝置，包括：氣體供給模塊1、氣體壓縮輸送模塊2、氣體混合緩沖模塊3、高壓釜模塊4、控溫低場核磁共振模塊5、氣水分離模塊6、氣體收集模塊7、色譜檢測模塊8；

所述氣體供給模塊1用于向氣體壓縮輸送模塊2輸送甲烷氣、乙烷氣、丙烷氣、二氧化碳氣；所述氣體供給模塊1包括：用于提供甲烷氣的甲烷11、用于提供乙烷氣的乙烷12、用于提供丙烷氣的丙烷13、用于提供二氧化碳氣的二氧化碳14，用于控制甲烷氣流量的流量控制器15、用于控制已烷氣流量的流量控制器16、用于控制丙烷氣流量的流量控制器17、用于控制二氧化碳氣流量的流量控制器18；

所述氣體混合輸送模塊2用于將所述氣體供給模塊1輸送的甲烷氣、乙烷氣、丙烷氣、二氧化碳氣進行混合，輸送給所述氣體混合緩沖模塊3；