[发明专利]一种基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置

权利要求书

1.一种基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置，其特征在于，所述的基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置包括反应池(16)、温度控制系统、压力控制系统和数据采集系统；

所述的反应池(16)外部材料为耐高压PVC聚合材料，反应池(16)内部有蚀刻通道，通道内为不同形状的多孔介质，且蚀刻的通道不在同一平面内，以便于CT扫描三维成像；

所述的温度控制系统包括预冷换热器(4)和控温池(15)，预冷换热器(4)对注入反应池(16)内的气体进行初步降温，控制初始进气温度；控温池(15)内设有低温探针(14)，低温探针(14)为耐高压不锈钢具有夹层结构的毛细管，其顶端为封闭端，高压气体经过毛细管，遇到封闭端后进入夹层；控温池(15)为设置在反应池(16)内的嵌套管，控温池(15)可取出；

所述的压力控制系统包括第一气泵(3)、第二气泵(9)以及自力式压力调节阀(13)，所述的第一气泵(3)初始进行恒压注入，再改为恒流注入；第一气泵(3)设置在预冷换热器(4)端，第一气泵(3)内的气体通过预冷换热器(4)预热后，进入反应池(16)内；在第一气泵(3)与反应池(16)的管路上，设有温度传感器、压力表和温度反馈装置(12)，当控温池(15)内的温度高于或低于设定温度时，温度反馈装置直接反馈到第一气泵(3)，通过调节第一气泵(3)注入气体的流速来实现精确地控制温度；第二气泵(9)为恒压模式，通过第二气泵(9)控制控温池(15)内的压力，促使入口高流速气体通过低温探针(14)进入低压系统，使气体节流膨胀吸热；在第二气泵(9)与反应池(16)的管路上，设有温度传感器和压力表；

控温池(15)与反应池(16)间通过自力式压力调节阀(13)控制连接，当压力高于设定值时关闭，当压力低于设定值时打开；自力式压力调节阀(13)控制向反应池(16)内注入加压气体，营造高压低温的环境，进而控制反应池(16)内甲烷水合物高压生成和低压分解条件；

所述的数据采集系统包括两个温度传感器、两个压力表和计算机，温度值和压力值被计算机(18)实时记录数据；X射线CT扫描装置(17)对反应池(16)内的反应进行实时拍摄成像，传输到计算机(18)；

甲烷气源(1)与第一气泵(3)通过压力调节阀(2)相连，第二气泵(9)与储气罐(10)相连，用于收集低温膨胀后的气体，储气罐(10)与第一气泵(3)通过止回阀(11)相连接，储气罐(10)内的气体重新作为气源，重复利用。

2.根据权利要求1所述的基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置，其特征在于，所述的毛细管内层外壁面为翅片型，用于节流。

3.根据权利要求1或2所述的基于高压节流控温技术的水合物相变过程可视化CT装置，其特征在于，所述的夹层外壁面均匀开有气体流出的小孔，同时用于维持低压，使气体节流膨胀降温。