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原文传递用于研究气体水合物相变规律的系统及方法

专利名称：	用于研究气体水合物相变规律的系统及方法
摘要：	本发明涉及天然气水合物应用领域，公开了一种用于研究气体水合物相变规律的系统及方法，该系统包括供应机构、水合物生成机构和传感分析机构，所述供应机构连接所述水合物生成机构以向所述水合物生成机构供应用于生成水合物的气体和液体，所述水合物生成机构配置为其用于容纳所述气体和所述液体的场所的压力和温度可调，以使所述气体和所述液体能够发生反应生成水合物，所述传感分析机构连接所述水合物生成机构以对所述水合物生成机构中所发生的反应过程进行监测。本申请提供的系统能够对水合物的相变过程进行监测，从而研究水合物的相变规律，为安全、高效地开展涉及水合物相变的生产作业提供理论支持与优化设计依据。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	中国石油大学(华东)
发明人：	高永海;辛桂振;孙宝江;陈野;刘凯;高冬至;赵欣欣
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-20T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910418800.8
公开号：	CN110208308A
代理机构：	北京润平知识产权代理有限公司
代理人：	李健;蒋爱花
分类号：	G01N25/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	266555 山东省青岛市经济技术开发区长江西路66号
主权项：	1.一种用于研究气体水合物相变规律的系统，其特征在于，该系统包括供应机构、水合物生成机构和传感分析机构，所述供应机构连接所述水合物生成机构以向所述水合物生成机构供应用于生成水合物的气体和液体，所述水合物生成机构配置为其用于容纳所述气体和所述液体的场所的压力和温度可调，以使所述气体和所述液体能够发生反应生成水合物，所述传感分析机构连接所述水合物生成机构以对所述水合物生成机构中所发生的反应过程进行监测。 2.根据权利要求1所述的用于研究气体水合物相变规律的系统，其特征在于，所述水合物生成机构包括透明的反应容器(101)和位于所述反应容器(101)中的活塞(105)，所述反应容器(101)和所述活塞(105)构成反应腔室，所述反应腔室连通所述供应机构，所述活塞(105)能够在所述反应容器(101)中移动以改变所述反应腔室的容积和压力，所述反应容器(101)中设置有磁力旋转搅拌球(106)，所述水合物生成机构包括用于支撑并带动所述反应容器发生旋转的旋转单元(102)，以使所述磁力旋转搅拌球(106)在所述反应腔室中运动。 3.根据权利要求2所述的用于研究气体水合物相变规律的系统，其特征在于，所述传感分析机构包括力学传感器(204)、压力传感器(204)和温度传感器(206)，所述力学传感器(204)设置在所述活塞(105)的活塞面上以及所述反应容器(101)的与所述活塞面相对的端面上，所述压力传感器(205)用于监测所述反应腔室中的压力，所述温度传感器(206)用于监测所述反应腔室中的温度。 4.根据权利要求2所述的用于研究气体水合物相变规律的系统，其特征在于，所述传感分析机构包括红外单元、热导单元和核磁共振单元，所述红外单元包括用于照射所述反应腔室的红外光源(201)和连接所述红外光源(201)的红外气体分析仪(301)，所述活塞(105)上设置有用于配合所述红外光源(201)的发射板；所述热导单元包括伸入所述反应腔室中的热敏探头(202)和连接所述热敏探头(202)的热导式气体分析仪(302)；所述核磁共振单元包括包覆所述反应容器(101)的核磁共振监测容器(203)和连接所述核磁共振监测容器的核磁共振元素分析仪(303)，所述核磁共振监测容器(203)用于监测所述反应腔体中利用同位素标记法所标记的同位素，所述核磁共振元素分析仪(303)用于分析所述核磁共振监测容器(203)的监测结果。 5.根据权利要求1所述的用于研究气体水合物相变规律的系统，其特征在于，所述供应机构包括气体储存容器(401)、气体混合容器(402)、溶液储存容器(403)和泵件(404)，多个所述气体储存容器(403)连接所述气体混合容器(402)且每个所述气体储存容器(403)仅储存同种气体，以使不同的气体能够在所述气体混合容器(402)中呈比例地混合，所述气体混合容器(402)和所述溶液储存容器(403)分别连接所述泵件(404)以通过所述泵件(404)向所述水合物生成机构分别供应气体和液体。 6.根据权利要求1所述的用于研究气体水合物相变规律的系统，其特征在于，所述系统包括微观观察机构，所述微观观察机构连接所述水合物生成机构以使所述水合物生成机构中反应生成的混合流体进入所述微观观察机构，其中，所述微观观察机构包括用于进行微观观察的显微镜(207)和连接所述水合物生成机构的透明的装载片(107)，所述装载片(107)用于容纳所述混合流体。 7.根据权利要求6所述的用于研究气体水合物相变规律的系统，其特征在于，所述微观观察机构的下游依次连接有气液分离装置(407)和气相色谱仪(304)，所述气相色谱仪(304)用于接收所述气液分离装置(407)分离出的气体并对所述气体进行分析。 8.用于研究气体水合物相变规律的方法，其特征在于，该方法利用权利要求1提供的用于研究气体水合物相变规律的系统，该方法包括： S1：利用所述供应机构向所述水合物生成机构供应液体和气体； S2：调节所述水合物生成机构的压力和温度，以使得所述液体和所述气体在所述水合物生成机构中发生形成水合物的反应，利用所述传感分析机构监测形成水合物的反应过程，并对监测数据进行分析。 9.根据权利要求8所述的用于研究气体水合物相变规律的方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤： S11：通过控制所述供应机构的各个气体储存容器(401)向所述供应机构的气体混合容器(402)通入气体的量，来控制所述气体混合容器(402)中各组分气体的比例，通过泵件(404)将所述供应机构的溶液池(403)中的溶液充满所述水合物生成机构中的反应腔室以排出所述反应腔室中的气体； S12：通过所述泵件(404)将所述气体混合容器(402)中的气体通入所述反应腔室，从而排出所述反应腔室中的部分液体；步骤S2中，封闭所述水合物生成机构中的反应腔室，通过压力传感器(205)监测所述反应腔室的压力，并通过移动所述水合物生成机构的反应容器(101)中的活塞(105)使得所述反应腔室中的压力保持恒定，以使所述反应腔室中的气体和液体能够发生反应形成水合物。 10.根据权利要求9所述的用于研究气体水合物相变规律的方法，其特征在于，在步骤S11中，对所述气体储存容器(401)中的气体和/或所述溶液池(403)中的液体进行同位素标记；在步骤S2中，利用所述传感分析机构的核磁共振监测容器(203)监测所述反应腔室中的被同位素标记法所标记的同位素，并通过所述传感分析机构的核磁共振元素分析仪(303)对所述核磁共振监测容器(203)得到的监测结果进行分析。
所属类别：	发明专利