[實用新型]一種超深海壓力環境的模擬裝置

有效

• 申請號: 201720766844.6
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN206972628U
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 張于賢;李楠;王紅;周哲軍;肖吉軍
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: F15B1/027
• 分類號: F15B1/027
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 李家恒

【技術領域】

本實用新型涉及海洋勘探技術領域，具體涉及一種超深海壓力環境的模擬裝置。

【背景技術】

深海海底中儲存有豐富的礦藏資源，目前，對于海洋資源的開發，特別是深海海底中儲存的各種礦藏資源的開發具有重要的意義。深海熱液、冷泉和石油等資源已成為人類生產生活中的重要能源之一。但由于深海海底復雜的地形、洋流和壓力等環境因素，研究深海環境已成為當今世界的前沿科學。為了更深入地研究深海環境，以更進一步利用深海海洋的資源，對深海環境的模擬已顯得尤為重要。目前，對深海壓力環境的模擬大多采用高壓釜，但高壓釜不僅成本高，且所承受的壓力范圍較為局限，最大承受壓力較低。

【實用新型內容】

本實用新型針對上述問題，提供一種超深海壓力環境的模擬裝置。本實用新型采用自制的超高壓厚壁圓筒代替高壓釜，不僅結構簡單，且模擬成本低。本實用新型中的超高壓厚壁圓筒適用于工作壓力為15-150MPa，工作壓力范圍寬且最大承受壓力大，實用性強。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種超深海壓力環境的模擬裝置，包括水箱，還包括相連接的高壓泵、增壓器和超高壓厚壁圓筒，所述高壓泵與所述水箱連接，所述高壓泵與所述增壓器之間位于所述高壓泵的出口處設有溢流閥；所述增壓器與所述超高壓厚壁圓筒之間設有節流閥，所述節流閥與所述所述增壓器之間還設有蓄能器，所述蓄能器與所述增壓器之間及所述蓄能器與所述節流閥之間均設有方向朝向所述超高壓厚壁圓筒的單向閥，所述超高壓厚壁圓筒的出口處還設有一卸荷閥。

進一步地，所述超深海壓力環境的模擬裝置還包括壓力調節控制系統，所述壓力調節控制系統包括壓力傳感器、壓力控制器和調壓閥，所述壓力控制器和調壓閥相連接且設于所述節流閥與所述超高壓厚壁圓筒之間,所述壓力傳感器設于超高壓厚壁圓筒內,所述壓力傳感器與所述壓力控制器連接，所述壓力控制器基于所述壓力傳感器測量到的壓力控制所述調壓閥。

進一步地，所述節流閥與所述超高壓厚壁圓筒之間靠近所述超高壓厚壁圓筒的入口處還設有穩壓閥和壓力表。

進一步地，所述高壓泵的最大出口壓力為15MPa。

進一步地，所述溢流閥的壓力調節范圍為1.5-15MPa。

進一步地，所述增壓器的增壓比為1：10。

進一步地，所述超高壓厚壁圓筒的內徑為25-30毫米，外徑為60-75毫米。

進一步地，所述超高壓厚壁圓筒的材料為高級氮化鋼材料。

本實用新型還提供了一種所述的超深海壓力環境的模擬裝置的模擬方法，包括如下步驟：

(1)打開所述水箱，根據所需模擬海洋深度的環境壓力的大小調節所述溢流閥的調定壓力；

(2)啟動所述高壓泵、增壓器和蓄能器，緩慢開啟所述單向閥和節流閥，使所述水箱中的液體變為高壓液體后流入所述超高壓厚壁圓筒；

(3)啟動壓力調節控制系統，壓力控制器通過壓力傳感器測量得到的壓力控制調壓閥，待高壓液體充滿所述超高壓厚壁圓筒后且壓力穩定后，得到的所述超高壓厚壁圓筒內的高壓液體即為所模擬的超深海壓力環境；

(4)開啟所述卸荷閥，使所述超高壓厚壁圓筒泄壓，即完成特定壓力環境的模擬；

(5)改變所述溢流閥的調定壓力，重復上述步驟，即可實現另一海水深度壓力環境的模擬。

進一步地，步驟(3)中，所述壓力穩定為通過設于靠近所述超高壓厚壁圓筒的入口處的穩壓閥調節。

通過采用上述技術方案，本實用新型的有益效果為：

(1)本實用新型采用自制的超高壓厚壁圓筒代替高壓釜，不僅結構簡單，且模擬成本低。本實用新型中的超高壓厚壁圓筒的材料選用強度高、硬度大及耐磨性高等性能優異的高級氮化鋼38CrMoAl，并結合深海環境制作適當厚度的超高壓厚壁圓筒，使本實用新型的超高壓厚壁圓筒適用于工作壓力為15-150MPa，工作壓力范圍寬且最大承受壓力大，實用性強。

(2)本實用新型可模擬的海洋深度范圍為2000-11000米，且可利用溢流閥根據水深的變化調節模擬環境壓力的大小，還可利用壓力調節控制系統對進入超高壓厚壁圓筒內的高壓液體進行調節控制，使所模擬的深海壓力更精確。同時通過壓力調節控制系統后還設置穩壓閥，使超高壓厚壁圓筒內的高壓液體的壓力保持穩定，利于本實用新型在此壓力環境中的研究。

(3)本實用新型模擬方法簡單，可操作性及可重復性強，通過調節溢流閥等，可模擬不同海水深度的壓力環境，便于研究人員在不同的海水深度的壓力環境下進行研究。

【附圖說明】