[发明专利]水合物专用低场核磁共振多探头定量测试系统及方法

权利要求书

1.水合物专用低场核磁共振多探头定量测试系统，其特征在于，包括工控机及与工控机相连的低场核磁共振分析仪、温度围压控制模块和孔隙流体供给模块，低场核磁共振分析仪用以对测试样品进行核磁共振弛豫谱分析及成像分析，并根据实际测试顺序在低场核磁共振分析仪上分别安装不加围压常温常压探头、不加围压低温高压探头和加围压低温高压探头，且在三个探头内还分别设置有采用相同工序制备的三个测试样品，三个测试样品的尺寸、质量及孔隙度均相同；

所述不加围压常温常压探头包括第一低温高压反应釜及与其配套的第一射频线圈，第一射频线圈环绕设置在第一低温高压反应釜的外壁上，不加围压常温常压探头直接安装在低场核磁共振分析仪上，以实现无水合物土样孔隙结构分析；

所述不加围压低温高压探头包括第二低温高压反应釜及与其配套的第二射频线圈，第二射频线圈环绕设置在第二低温高压反应釜的外壁上，第二低温高压反应釜内设置有用以放置测试样品的刚性圆筒，刚性圆筒为阶梯轴状，包括大直径圆筒和缩径圆筒，缩径圆筒的端部封闭，大直径圆筒的外壁与第二低温高压反应釜的内壁紧密贴合，缩径圆筒的外壁与第二低温高压反应釜的内壁之间形成氟化油环腔，测试样品设置在缩径圆筒内；第二低温高压反应釜的一端设置有第一端盖，另一端设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与温度围压控制模块之间通过管路连接形成循环回路，第一端盖上还设置有与缩径圆筒连通的第一孔隙流体入口，第一孔隙流体入口通过管路与孔隙流体供给模块相连；

所述加围压低温高压探头包括第三低温高压反应釜及与其配套的第三射频线圈，第三射频线圈环绕设置在第三低温高压反应釜的外壁上，第三低温高压反应釜内设置有容纳测试样品的样品孔隙空间，第三低温高压反应釜的两端通过端盖密封，并在两端分别设置第二孔隙流体入口和第二孔隙流体出口，样品孔隙空间与第三低温高压反应釜内壁之间为氟化油环形空腔，在第三低温高压反应釜外壁上还分别设置有第二氟化油入口和第二氟化油出口，且在测试样品外包裹有柔性膜以隔离样品孔隙空间与氟化油环形空腔并有效传递样品围压；第二孔隙流体入口和第二空隙流体出口通过管路与孔隙流体供给模块相连形成流体循环回路，且第二氟化油入口和第二氟化油出口通过管路与温度围压控制模块构成低温氟化油循环回路。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于：所述温度围压控制模块包括制冷机恒温箱、低温循环泵、低温氟化油容器、围压加载泵和常温氟化油容器，低温循环泵设置在制冷机恒温箱内，低温循环泵的一端与低温氟化油容器相连，另一端通过围压加载泵连接常温氟化油容器；

当在低场核磁共振分析仪上安装不加围压低温高压探头时，第一氟化油入口端通过管路与低温循环泵和围压加载泵的连接端相连，第一氟化油出口端通过管路与低温氟化油容器相连；

当在低场核磁共振分析仪上安装加围压低温高压探头时，第二氟化油入口端通过管路与低温循环泵和围压加载泵的连接端相连，第二氟化油出口端通过管路与低温氟化油容器相连，常温氟化油容器经围压加载泵连接至低温氟化油循环回路。

3.根据权利要求1或2所述的测试系统，其特征在于：所述孔隙流体供给模块包括高压气瓶、储水容器、气体饱和水制备容器以及反压阀，所述储水容器和高压气瓶分别通过连接管路与气体饱和水制备容器相连，且在连接管路上分别设置有对应的开关阀，储水容器与气体饱和水制备容器之间还设置有蒸馏水注入泵，气体饱和水制备容器还连接有一循环恒流泵；

当在低场核磁共振分析仪上安装不加围压低温高压探头时，气体饱和水制备容器通过循环恒流泵直接与第一孔隙流体入口相连；

当在低场核磁共振分析仪上安装加围压低温高压探头时，第二孔隙流体入口端通过管路与循环恒流泵相连，第二孔隙流体出口端通过管路经反压阀连接至气体饱和水制备容器，孔隙流体供给模块与加围压低温高压探头构成流体循环回路。

4.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于：所述第一低温高压反应釜、第二低温高压反应釜和第三低温高压反应釜均采用无核磁信号材料制成。

5.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于：所述不加围压低温高压探头的氟化油环腔中还设置有第一温度传感器，加围压低温高压探头的氟化油环形空腔内设置有第二温度传感器，第一温度传感器和第二温度传感器与工控机电连接。

6.根据权利要求5所述的测试系统，其特征在于：所述气体饱和水制备容器中还设置有压力传感器，所述压力传感器与工控机电连接。