[發明專利]水合物專用低場核磁共振多探頭定量測試系統及方法

在審

• 申請號: 201711235387.9
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107807143A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 劉昌嶺;劉樂樂;孟慶國;張準;李承峰
• 申請（專利權）人: 青島海洋地質研究所
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司37241
• 代理人: 萬桂斌

1.水合物專用低場核磁共振多探頭定量測試系統，其特征在于，包括工控機及與工控機相連的低場核磁共振分析儀、溫度圍壓控制模塊和孔隙流體供給模塊，低場核磁共振分析儀用以對測試樣品進行核磁共振弛豫譜分析及成像分析，并根據實際測試順序在低場核磁共振分析儀上分別安裝不加圍壓常溫常壓探頭、不加圍壓低溫高壓探頭和加圍壓低溫高壓探頭，且在三個探頭內還分別設置有采用相同工序制備的三個測試樣品，三個測試樣品的尺寸、質量及孔隙度均相同；

所述不加圍壓常溫常壓探頭包括第一低溫高壓反應釜及與其配套的第一射頻線圈，第一射頻線圈環繞設置在第一低溫高壓反應釜的外壁上，不加圍壓常溫常壓探頭直接安裝在低場核磁共振分析儀上，以實現無水合物土樣孔隙結構分析；

所述不加圍壓低溫高壓探頭包括第二低溫高壓反應釜及與其配套的第二射頻線圈，第二射頻線圈環繞設置在第二低溫高壓反應釜的外壁上，第二低溫高壓反應釜內設置有用以放置測試樣品的剛性圓筒，剛性圓筒為階梯軸狀，包括大直徑圓筒和縮徑圓筒，縮徑圓筒的端部封閉，大直徑圓筒的外壁與第二低溫高壓反應釜的內壁緊密貼合，縮徑圓筒的外壁與第二低溫高壓反應釜的內壁之間形成氟化油環腔，測試樣品設置在縮徑圓筒內；第二低溫高壓反應釜的一端設置有第一端蓋，另一端設置有第一氟化油出口和第一氟化油入口，第一氟化油出口和第一氟化油入口與溫度圍壓控制模塊之間通過管路連接形成循環回路，第一端蓋上還設置有與縮徑圓筒連通的第一孔隙流體入口，第一孔隙流體入口通過管路與孔隙流體供給模塊相連；

所述加圍壓低溫高壓探頭包括第三低溫高壓反應釜及與其配套的第三射頻線圈，第三射頻線圈環繞設置在第三低溫高壓反應釜的外壁上，第三低溫高壓反應釜內設置有容納測試樣品的樣品孔隙空間，第三低溫高壓反應釜的兩端通過端蓋密封，并在兩端分別設置第二孔隙流體入口和第二孔隙流體出口，樣品孔隙空間與第三低溫高壓反應釜內壁之間為氟化油環形空腔，在第三低溫高壓反應釜外壁上還分別設置有第二氟化油入口和第二氟化油出口，且在測試樣品外包裹有柔性膜以隔離樣品孔隙空間與氟化油環形空腔并有效傳遞樣品圍壓；第二孔隙流體入口和第二空隙流體出口通過管路與孔隙流體供給模塊相連形成流體循環回路，且第二氟化油入口和第二氟化油出口通過管路與溫度圍壓控制模塊構成低溫氟化油循環回路。

2.根據權利要求1所述的測試系統，其特征在于：所述溫度圍壓控制模塊包括制冷機恒溫箱、低溫循環泵、低溫氟化油容器、圍壓加載泵和常溫氟化油容器，低溫循環泵設置在制冷機恒溫箱內，低溫循環泵的一端與低溫氟化油容器相連，另一端通過圍壓加載泵連接常溫氟化油容器；

當在低場核磁共振分析儀上安裝不加圍壓低溫高壓探頭時，第一氟化油入口端通過管路與低溫循環泵和圍壓加載泵的連接端相連，第一氟化油出口端通過管路與低溫氟化油容器相連；

當在低場核磁共振分析儀上安裝加圍壓低溫高壓探頭時，第二氟化油入口端通過管路與低溫循環泵和圍壓加載泵的連接端相連，第二氟化油出口端通過管路與低溫氟化油容器相連，常溫氟化油容器經圍壓加載泵連接至低溫氟化油循環回路。

3.根據權利要求1或2所述的測試系統，其特征在于：所述孔隙流體供給模塊包括高壓氣瓶、儲水容器、氣體飽和水制備容器以及反壓閥，所述儲水容器和高壓氣瓶分別通過連接管路與氣體飽和水制備容器相連，且在連接管路上分別設置有對應的開關閥，儲水容器與氣體飽和水制備容器之間還設置有蒸餾水注入泵，氣體飽和水制備容器還連接有一循環恒流泵；

當在低場核磁共振分析儀上安裝不加圍壓低溫高壓探頭時，氣體飽和水制備容器通過循環恒流泵直接與第一孔隙流體入口相連；

當在低場核磁共振分析儀上安裝加圍壓低溫高壓探頭時，第二孔隙流體入口端通過管路與循環恒流泵相連，第二孔隙流體出口端通過管路經反壓閥連接至氣體飽和水制備容器，孔隙流體供給模塊與加圍壓低溫高壓探頭構成流體循環回路。

4.根據權利要求3所述的測試系統，其特征在于：所述第一低溫高壓反應釜、第二低溫高壓反應釜和第三低溫高壓反應釜均采用無核磁信號材料制成。

5.根據權利要求4所述的測試系統，其特征在于：所述不加圍壓低溫高壓探頭的氟化油環腔中還設置有第一溫度傳感器，加圍壓低溫高壓探頭的氟化油環形空腔內設置有第二溫度傳感器，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器與工控機電連接。

6.根據權利要求5所述的測試系統，其特征在于：所述氣體飽和水制備容器中還設置有壓力傳感器，所述壓力傳感器與工控機電連接。