[发明专利]适用于深海高温热液流体的耐腐蚀拉曼探头装置及方法

权利要求书

1.一种适用于深海高温热液流体的耐腐蚀拉曼探头装置，其特征在于：包括探头舱(1)、探杆(2)、加热模块(3)、光缆接头(4)及液压接头(5)，其中探头舱(1)的探头舱壳体(21)为内部中空结构，一端安装有所述光缆接头(4)，另一端与所述探杆(2)的一端密封连接，该探杆(2)的另一端设有所述加热模块(3)，所述探头舱壳体(21)内安装有拉曼探头(20)；所述探杆(2)内部分别开设有探头通道(19)及流体通道(18)，该探杆(2)上安装有液压接头(5)，所述液压接头(5)的一端与流体通道(18)相连通，另一端通过液压管路(7)与流体样品抽滤系统(10)相连；所述加热模块(3)包括加热模块本体(22)、加热模块壳体(13)及加热器(17)，该加热模块本体(22)的一端与所述探杆(2)的另一端密封连接，所述加热模块本体(22)的另一端安装有过滤器(12)，所述探头通道(19)及流体通道(18)分别延伸至加热模块本体(22)内部，该加热模块本体(22)内分别设有光谱探测腔(16)及进液通道(23)，所述光谱探测腔(16)的一端分别与探头通道(19)及流体通道(18)相连通，另一端通过所述进液通道(23)与过滤器(12)相连通；所述加热模块壳体(13)安装于加热模块本体(22)外部，所述加热器(17)位于加热模块壳体(13)内，并安装在所述加热模块本体(22)外表面上，该加热器(17)通过深海电缆(8)与外接电源(11)相连；所述光缆接头(4)通过深海充油光缆(6)与主耐压舱(9)连接。

2.根据权利要求1所述适用于深海高温热液流体的耐腐蚀拉曼探头装置，其特征在于：所述加热模块壳体(13)内还设有保温层(14)，该保温层(14)包裹于所述加热模块本体(22)的外部，所述加热器(17)安装于保温层(14)上。

3.根据权利要求2所述适用于深海高温热液流体的耐腐蚀拉曼探头装置，其特征在于：所述保温层(14)内设有安装于加热模块本体(22)上的温度传感器(15)，该温度传感器(15)通过电缆与所述主耐压舱(9)连接，用于控制所述光谱探测腔(16)的温度。

4.根据权利要求1所述适用于深海高温热液流体的耐腐蚀拉曼探头装置，其特征在于：所述流体通道(18)的轴向中心线与探头通道(19)的轴向中心线相平行。

5.一种权利要求1至4任一权利要求所述适用于深海高温热液流体的耐腐蚀拉曼探头装置的使用方法，其特征在于：所述主耐压舱(9)通过深海充油光缆(6)与探头舱(1)相连，实现激发激光以及样品拉曼信号的传输；所述流体样品抽滤系统(10)通过液压管路(7)与探杆(2)相连，抽取外界的高温热液流体进入加热模块本体(22)内的光谱探测腔(16)中，实现进样；所述过滤器(12)滤除高温热液流体中大粒径的颗粒物，所述外接电源(11)通过深海电缆(8)与加热模块(3)内的加热器(17)相连，维持进入光谱探测腔(16)的高温热液流体样品的温度，在所述光谱探测腔(16)内实现保温保压原位高温热液流体的拉曼光谱探测。

6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于：具体为：

所述探杆(2)通过液压接头(5)经液压管路(7)与流体样品抽滤系统(10)相连，在所述流体样品抽滤系统(10)的驱动下，高温热液流体从外界通过所述过滤器(12)进入到加热模块本体(22)内的光谱探测腔(16)；

所述探头舱(1)通过光缆接头(4)经深海充油光缆(6)与主耐压舱(8)相连，所述主耐压舱(8)内的激光器发出的激光经深海充油光缆(6)，到达所述探头舱壳体(21)内的拉曼探头(20)、再出射到所述光谱探测腔(16)内的高温热液流体样品中，激发高温热液流体样品产生拉曼信号；高温热液流体样品产生的后向拉曼信号由所述拉曼探头(20)收集，并通过所述深海充油光缆(6)进入到主耐压舱(8)内的光谱仪，进行拉曼光谱的采集和保存；

所述外接电源(11)经深海电缆(8)给加热模块(3)内的加热器(17)供电，维持进入所述光谱探测腔(16)的高温热液流体样品的温度。

7.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于：所述加热模块壳体(13)内还设有保温层(14)，该保温层(14)内设有安装于加热模块本体(22)上的温度传感器(15)，通过所述温度传感器(15)控制光谱探测腔(16)的温度。