專利名稱：天然氣水合物儲(chǔ)氣量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種基于真空容積法測(cè)定天然氣水合物儲(chǔ)氣 量的實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，測(cè)定水合物儲(chǔ)氣量的方法主要有稱重法、間接計(jì)算法和儀器法。儀器 法主要采用拉曼光譜、核磁共振、X衍射等大型分析測(cè)試儀器測(cè)定水合物的水合指數(shù)，儀器 法多采用一些理論模型，對(duì)于沉積物中復(fù)雜天然氣水合物水合指數(shù)的測(cè)定存在一定困難， 而且測(cè)定成本高，實(shí)驗(yàn)測(cè)定程序繁復(fù)；間接計(jì)算法主要采用在水合物實(shí)驗(yàn)裝置上加裝流量 計(jì)等計(jì)量?jī)x表，通過(guò)測(cè)定水合物生成過(guò)程的氣體消耗量或分解過(guò)程的產(chǎn)氣量間接計(jì)算水合 物的儲(chǔ)氣量，該法對(duì)于解決人工合成的大量水合物的含氣量有一定意義，而對(duì)于難得的天 然水合物樣品儲(chǔ)氣量測(cè)定有一定局限性；稱重法是將水合物樣品放置在標(biāo)準(zhǔn)狀況下分解， 稱量分解前后樣品的重量損失計(jì)算氣體的量，該方法還需借助其它儀器測(cè)定水合物分解氣 的平均分子量，并且受環(huán)境及人為因素影響較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)效果能夠克服上述缺陷，提供一種天然氣水合物儲(chǔ)氣量測(cè)定的實(shí)驗(yàn) 裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)定值準(zhǔn)確。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案其包括標(biāo)準(zhǔn)管、樣品管，標(biāo)準(zhǔn)管、樣品 管分別通過(guò)真空變徑接頭與管道相連，真空變徑接頭與管道之間設(shè)有閥門；管道的一端連 接壓力傳感器，另一端連接真空泵，真空泵與管道之間設(shè)置閥門。為解決天然氣水合物儲(chǔ)氣量直接測(cè)定問(wèn)題，發(fā)明了采用真空容積法測(cè)定水合物儲(chǔ) 氣量的實(shí)驗(yàn)裝置，利用水合物真空條件下分解直接測(cè)定水合物的儲(chǔ)氣量。該裝置測(cè)定天然 氣水合物儲(chǔ)氣量的主要原理如下假定的兩個(gè)充滿常壓空氣的獨(dú)立的密閉體系，中間有一隔板，其中一個(gè)密閉體系 的體積為K。將另一個(gè)密閉體系抽真空后打開(kāi)隔板，待體系穩(wěn)定后壓力為Ptl ；將水合物樣品 置于體系中，打開(kāi)隔板對(duì)整個(gè)體系抽真空(期間用液氮冷卻保持水合物不分解)，抽真空后 去掉液氮，水合物在真空狀態(tài)下分解；待水合物完全分解，體系內(nèi)外穩(wěn)定后，體系內(nèi)壓力為Pi。根據(jù)等溫等容條件下氣體狀態(tài)方程可得到水合物樣品分解產(chǎn)生甲烷氣體的體積V1 ρ γ_7] i=iVx=-l^將水合物分解產(chǎn)生的水稱重并換算成實(shí)驗(yàn)溫度下水的體積 2ο ,最后即可得到所 測(cè)水合物樣品的儲(chǔ)氣量(氣水比)s c V1
^=-V H1O實(shí)驗(yàn)裝置還包括冷卻裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)冷卻裝置設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)管或樣品管外側(cè)。壓力傳 感器的另一端連接數(shù)據(jù)采集單元。應(yīng)用該裝置測(cè)定天然氣水合物的儲(chǔ)氣量的技術(shù)方法，主要檢查裝置氣密性，確保 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)漏氣。該裝置不僅可以用于人工合成的各種不同氣體水合物的儲(chǔ)氣量，而且可以測(cè)定沉 積物中復(fù)雜的天然水合物樣品的儲(chǔ)氣量。此項(xiàng)方案不僅可以大大提高水合物儲(chǔ)氣量測(cè)定的 準(zhǔn)度和精度，還可廣泛用于天然氣水合物資源量的估算和天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的水合物 含氣量評(píng)價(jià)及經(jīng)濟(jì)核算領(lǐng)域。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，該裝置主要包括樣品管1、標(biāo)準(zhǔn)管2、閥門I 3、閥門II 4、閥門III 5、真 空泵6、壓力傳感器7、數(shù)據(jù)采集單元8和真空變徑接頭9。樣品管1和標(biāo)準(zhǔn)管2為石英玻 璃管，通過(guò)真空變徑接頭9與不銹鋼的管道11連接，真空變徑接頭9內(nèi)部為為高彈性橡膠 密封圈，不僅可以實(shí)現(xiàn)真空密封還能夠承受一定壓力。壓力傳感器7的量程為-IOOkPa IOOkPa,數(shù)據(jù)采集單元8能夠?qū)崟r(shí)顯示和儲(chǔ)存裝置內(nèi)水合物分解過(guò)程中氣體壓力的變化。采用基于真空容積法測(cè)定天然氣水合物儲(chǔ)氣量實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定水合物儲(chǔ)氣量的具 體實(shí)施方式如下(1)檢查裝置氣密性將裝置按照裝置圖安裝后，將閥門I 3、閥門II 4、閥門III 5 全部打開(kāi)，并連接真空泵6，開(kāi)始抽真空。待數(shù)據(jù)采集單元8上顯示裝置內(nèi)壓力為-760mmHg 一段時(shí)間后，關(guān)閉閥門I 3。如連續(xù)10小時(shí)內(nèi)壓力不再變化則說(shuō)明裝置密封良好。否則，需 檢查管線的各個(gè)連接部分，并重新檢查氣密性，直至達(dá)到密封要求。(2)實(shí)驗(yàn)前，準(zhǔn)確測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)管1部分的體積V。。(3)測(cè)定校準(zhǔn)管氣體的壓力關(guān)閉閥門II 4、閥門1115，打開(kāi)閥門I 3，抽真空直到壓 力不再變化為止，記下汞柱差&。關(guān)閉閥門I 3，保持閥門II 4，打開(kāi)閥門III 5，記下汞柱差 Ii1，則標(biāo)準(zhǔn)管氣體的壓力為PQ = h0-hlo(4)測(cè)量氣體體積在樣品管2的底部設(shè)置冷卻裝置12，冷卻裝置12內(nèi)裝有液氮，然后樣品管2中放 入待測(cè)水合物樣品10，并將冷卻裝置12套在樣品管2上；連接真空泵6，打開(kāi)閥門I 3、閥 門III 5，微開(kāi)閥門II 4，觀察壓力變化，當(dāng)壓力顯著降低時(shí)全開(kāi)閥門II 4，直至體系壓力不再 變化，此時(shí)汞柱差應(yīng)為Iitl ；關(guān)閉閥門I 3，斷開(kāi)真空泵6;移走冷卻裝置12，水合物樣品13分 解，壓力上升；待壓力不再變化時(shí)，水合物樣品13完全分解，關(guān)閉閥門II 4，在標(biāo)準(zhǔn)管2的下 端放冷卻裝置12，將分解的氣體收集在標(biāo)準(zhǔn)管2中；當(dāng)壓力不再變化時(shí)，氣體全部收集在標(biāo) 準(zhǔn)管2中，快速開(kāi)閉閥門II 4兩次(放出樣品管1中的氣體和防止將樣品管1中的水吸入標(biāo)準(zhǔn)管2中)，此時(shí)壓力應(yīng)接近Iitl ；移走冷卻裝置12，等溫度升至室溫并保持一段時(shí)間，記錄 壓力值h2，則標(biāo)準(zhǔn)管2中氣體的壓力為=P1 = h0-h2,則氣體的體積V1
權(quán)利要求
1.一種天然氣水合物儲(chǔ)氣量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括標(biāo)準(zhǔn)管、樣品管，標(biāo)準(zhǔn) 管、樣品管分別通過(guò)真空變徑接頭與管道相連，真空變徑接頭與管道之間設(shè)有閥門；管道的 一端連接壓力傳感器，另一端連接真空泵，真空泵與管道之間設(shè)置閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣水合物儲(chǔ)氣量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，實(shí)驗(yàn)裝 置還包括冷卻裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)冷卻裝置設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)管或樣品管外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的天然氣水合物儲(chǔ)氣量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，壓力 傳感器的另一端連接數(shù)據(jù)采集單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)裝置，尤其涉及一種基于真空容積法測(cè)定天然氣水合物儲(chǔ)氣量的實(shí)驗(yàn)裝置。本發(fā)明的天然氣水合物儲(chǔ)氣量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)裝置，包括標(biāo)準(zhǔn)管、樣品管，標(biāo)準(zhǔn)管、樣品管分別通過(guò)真空變徑接頭與管道相連，真空變徑接頭與管道之間設(shè)有閥門；管道的一端連接壓力傳感器，另一端連接真空泵，真空泵與管道之間設(shè)置閥門。該裝置不僅可以用于人工合成的各種不同氣體水合物的儲(chǔ)氣量，而且可以測(cè)定沉積物中復(fù)雜的天然水合物樣品的儲(chǔ)氣量。此項(xiàng)方案不僅可以大大提高水合物儲(chǔ)氣量測(cè)定的準(zhǔn)度和精度，還可廣泛用于天然氣水合物資源量的估算和天然氣水合物儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)的水合物含氣量評(píng)價(jià)及經(jīng)濟(jì)核算領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01N7/14GK102042942SQ20101022211
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者業(yè)渝光, 劉昌嶺, 孟慶國(guó), 程軍 申請(qǐng)人:青島海洋地質(zhì)研究所