[实用新型]天然气水合物原位模拟和压模成型一体化系统

说明书

本实用新型公开了一种天然气水合物原位模拟和压模成型一体化系统，包括全透明蓝宝石反应釜。反应釜、压模仓置于恒温室内，压模仓外壁安装控温夹套，控温夹套上安装仓体温度传感器。配有电动搅拌器的反应釜上安装釜体压力传感器和上、下温度传感器。反应釜外的相对两侧设有冷光源、高速相机。压模仓包括柱状仓体，仓体一端口安装密封盖，仓体另一端口活动安装活塞，仓体与密封盖、活塞一起形成密封腔体，活塞伸出仓体的端部与驱动电机连接，密封盖与反应釜之间连接有连通釜体内腔与密封腔体的管道且管道上安装开关控制阀。本实用新型实现了对天然气水合物合成与分解的原位模拟和可视化监测，并可实现对原位模拟的天然气水合物样品的制备。

技术领域

本实用新型涉及一种对天然气水合物进行原位模拟以及压模成型的一体化系统，属于天然气水合物合成分解与制备技术领域。

背景技术

天然气水合物(又称为可燃冰)在自然界中分布广泛，不仅分布在北极地区的陆地沉积物中，也分布在世界大洋的大陆架和大陆坡以下的海洋沉积物中。在地球上大约有27％的陆地是可以形成天然气水合物的潜在地区，而在海洋中约有90％的面积也属于潜在区域。根据美国能源部发布的可燃冰资源潜力研究报告，预测全球可燃冰资源量为20万亿吨油当量，与“Kvenvolden公认值”大致相当。天然气水合物作为未来潜在的高效清洁能源，具有分布广、储量大、密度高、热值高等特点，有望打破传统能源结构，成为未来理想的替代能源。

尽管天然气水合物作为未来能源潜力巨大，但是因地质条件和赋存形式的特殊性以及潜在的安全和环境问题等，天然气水合物的勘探开采和运输不同于常规的天然气资源。目前天然气水合物因其低温高压的存储特性，需要存储在液氮中或者高压低温存储装置中。天然气水合物含气量的准确测试、运输存储及其相应的经济效应评价是目前研究的热点。

目前，用于天然气水合物分解、合成的装置种类较多，例如，专利号为ZL201310364274.4的中国发明专利“天然气水合物模拟实验装置”，该装置包括纵向反应设备和横向反应设备，新增了蓝宝石可视反应釜，可以直观观察天然气水合物的生成，以及有效模拟天然气水合物的合成和分解。但是，该装置与已有的天然气水合物分解、合成装置相似的，在模拟完合成、分解过程，并且获得一系列温度、压力分布、水合物饱和度变化等参数后，没有对模拟的天然气水合物进行保留，从而也就不能进一步地对此天然气水合物进行更深入的研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种天然气水合物原位模拟和压模成型一体化系统，其实现了对天然气水合物合成与分解的原位模拟和可视化监测，并可通过压模仓实现对原位模拟的天然气水合物样品的制备。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种天然气水合物原位模拟和压模成型一体化系统，其特征在于：它包括全透明蓝宝石反应釜以及与全透明蓝宝石反应釜的釜体内腔连通的压模仓、供气设备、供液设备、气体采样设备和液体采样设备，其中：全透明蓝宝石反应釜、压模仓置于恒温室内，压模仓外壁安装有控温夹套，控温夹套上安装有仓体温度传感器；配设有电动搅拌器的全透明蓝宝石反应釜上安装有釜体压力传感器和上、下温度传感器，在全透明蓝宝石反应釜外的相对两侧分别设有冷光源、高速相机；压模仓包括柱状仓体，仓体的一端口安装有密封盖，仓体的另一端口活动安装有活塞，仓体与密封盖、活塞一起形成一个密封腔体，活塞伸出仓体的端部与驱动电机连接，密封盖与全透明蓝宝石反应釜之间连接有用于连通全透明蓝宝石反应釜的釜体内腔与压模仓内形成的密封腔体的管道且管道上安装有开关控制阀；全透明蓝宝石反应釜、压模仓、冷光源、高速相机、恒温室、控温夹套、供气设备、供液设备、气体采样设备以及液体采样设备与信号采集和控制设备连接。

本实用新型的优点是：