一种用于X射线CT设备观测水合物生成与分解特性的低温高压控制装置

摘要

本发明涉及一种用于X射线CT设备观测水合物生成与分解特性的低温高压控制装置，属于油气开采科研仪器领域。反应釜设计压力为0-10MPa，设计温度为268-288K，满足水合物生成并稳定存在的温度压力条件。半导体制冷元件通过上下两端对反应釜进行控温，无噪声，作用速度快，可靠性高，操作方便。反应釜由内外两管件组成，内管采用钛合金材质，主要用于导热，外管采用聚酰亚胺材质，属于低导热材料，主要用于保温保压，这一特性将导热和保温保压分别控制，在工程上更容易实现。该套装置可放置于CT设备的载物台，并原位生成水合物，通过CT设备的三维成像，能够可视化研究水合物的生成与分解特性。

主权项

一种用于X射线CT设备观测水合物生成与分解特性的低温高压控制装置，其特征在于，该低温高压控制装置包括反应釜(19)、半导体制冷系统、供气增压系统、CT成像系统和数据采集系统；所述的反应釜(19)采用内外双层套筒结构，分别控制导热与保压部分；反应釜(19)由上端盖(6)、下端盖(13)、内管(10)和外管(11)活动连接组成，通过O型密封圈(7)密封；反应釜的内管(10)采用钛合金材质，其上设有压力平衡孔(9)，通过压力平衡孔(9)使反应釜的内管(10)不承受压力；反应釜的外管(11)采用聚酰亚胺材质，起到保温保压的作用，使用时，反应釜内管(10)中填充反应液体，反应釜的内管(10)与反应釜的外管(11)之间的夹层填充气体，两者通过反应釜的内管(10)的压力平衡孔(9)保持夹层和反应釜的内管(10)中的压力平衡；上端盖(6)设有进气口(5)，下端盖(13)设有进液口(14)，上端盖(6)和下端盖(13)均采用钛合金材质；上端盖(6)和下端盖(13)连接半导体制冷系统，对反应釜(19)体进行制冷控温；所述的半导体制冷系统包括半导体制冷热端(1)、金属导体(2)、N型和P型半导体(3)和半导体制冷冷端(4)，对反应釜(19)采用两端半导体制冷，多组N型和P型半导体(3)通过金属导体(2)相连，半导体制冷冷端(4)与反应釜(19)的上端盖(6)和下端盖(13)相连，对反应釜(19)进行制冷，并通过半导体制冷热端(1)与周围介质进行换热，半导体制冷系统的功率通过制冷系统电路(18)进行调节控制；热电偶(8)设置于反应釜(19)上端盖(6)，并伸入到反应釜(19)的内管(10)压力平衡孔(9)上缘，用于监测反应釜(19)内的温度；所述的供气增压系统包括流量计(20)、增压泵(21)、真空泵(22)、压力传感器(23)、气瓶(24)、注射泵(27)和贮水槽(28)；进气口(5)连接压力传感器(23)，通过阀连接真空泵(22)，通过流量计(20)依次与增压泵(21)和气瓶(24)连接；进液口(14)连接有注射泵(27)和贮水槽(28)；所述的CT成像系统包括CT成像设备(26)，CT成像设备(26)对准反应釜的外管(11)，用来对水合物生成与分解过程中的形态变化进行三维成像；所述的数据采集系统(17)是将热电偶(8)、压力传感器(23)以及流量计(20)采集到的温度、压力以及流量信号，进行实时采集并传输到计算机(25)。