[发明专利]一种天然气水合物天然岩芯CT重整装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气水合物天然岩芯CT重整装置，属于石油科研仪器技术领域。

背景技术

CT(electronic computer X-ray tomography technique)技术是一种电子计算机X射线扫描技术，可用于分析水合物内部结构、及传热流动参数等方面的研究，可以对天然气水合物生成、分解过程进行检测，并能进行同步、三维可视化显示。传统天然气水合物测试装置主要应用于实验室模拟生成天然气水合物进行研究，不能对水合物天然岩芯进行保温保压测试，天然岩心置于传统天然气水合物测试装置中将不可避免的出现压力卸载，同时传统装置不能实现对天然岩芯的压力加载和重整，破坏天然气岩心内部结构，因此分析结果不能保证与自然界中天然气水合物储层实际真实情况完全一致。而且CT设备对夹持装置的尺寸与重量均有一定限制，传统天然气水合物测试装置无法满足CT仪器的要求，目前关于适用于CT测试技术的天然气水合物天然岩芯重整装置还未见报道。

发明内容

为了解决上述CT成像研究中存在的问题，本发明提供一种天然气水合物天然岩芯CT重整装置，其目的在于适用于天然岩芯样品测试，能更接近实际开采情况，并满足CT设备的要求。

本发明采用的技术方案是：

天然气水合物天然岩芯CT重整装置，包括端盖、内管、外管、O型密封圈、平板热源装置，二个端盖与内管构成中空结构，内管中装入天然岩芯；同时，二个端盖和外管、内管之间构成循环控温控压腔体，用于保证天然岩芯试样的温度与压力的循环低温高压氮气从下端盖循环腔进口进入，经上端盖循环腔出口流出；外管的内壁设有温度压力传感装置接口，用于检测恒温控温控压腔体内流体的温度和压强；所述端盖、外管采用钛合金材料，内管采用橡胶材料；外管与端盖连接处采用O型密封圈对循环腔进行密封；中空结构底部设置有平板热源装置，用于检测天然岩芯的传热特性。

上述的CT重整装置放置在CT载物台上，循环腔中循环低温高压氮气以保证天然岩芯的温度与压力，再利用CT装置对天然岩芯样品进行检测分析。

除采用天然岩芯外，本装置也可用于天然气水合物人工岩芯的检测分析。

本发明的有益效果是：采用CT设备，把CT重整装置放置在CT载物台上，设计压力位0～20MPa，设计温度为-20～30℃，能对天然气水合物天然岩芯进行物性参数、传热特性、分解与再生成过程参数的分析；内管采用橡胶材料，循环腔通入低温高压氮气，保证了天然岩芯的温度与压力；端盖与外套采用钛合金材料，减轻重量以满足CT要求，保证了装置内温度与压力，对CT射线无任何影响，设计结构紧凑，能重复使用，实验过程操作方便、简单适用。

附图说明

图1是一种天然气水合物天然岩芯CT重整装置示意图。

图2是图1中的A-A剖视结构图。

图3是图2中的B-B剖视结构图。

图中：1进气口；2端盖；3循环腔出口；4内管；5外管；6O型密封圈；

7平板热源装置；8平板热源布线通道；9排气口；10温度压力传感装置接口；11循环腔入口。

具体实施方式

图1、2、3中示出了一种天然气水合物天然岩芯CT重整装置。该CT重整装置采用一个内管和二个端盖组成中空结构，其中装入天然岩芯；二个端盖和一个外套与内管之间构成循环控温控压腔体，采用一个向控温控压流体腔提供循环流体的恒温流体浴槽连接循环流体进口和循环流体出口，外套内壁设有温度压力传感装置用于检测恒温控温控压腔体内流体的温度和压强；中空结构内底部设有平板热源装置，用于检测天然岩芯的传热特性。

利用上述天然气水合物天然岩芯CT重整装置的步骤如下：

第一步，将采集的天然岩芯用低温液氮进行泄压降温处理，保证其不分解。

第二步，将天然岩芯装入CT重整装置。打开CT重整装置上端盖，迅速将天然岩芯装入内管中，保证天然岩芯与橡胶材料制成的内管紧密接触，盖上CT重整装置上端盖。

第三步，将CT重整装置装入CT。二个端盖、外套和内管之间构成控温控压流体腔，采用一个向控温控压流体腔提供循环流体的恒温流体浴槽连接循环流体进口和循环流体出口，打开恒温恒压浴槽，通入低温高压氮气，保证其压力与温度天然岩芯地下埋藏条件一致；外套内壁的温度压力传感装置检测氮气的温度与压力；二个端盖分别接入管线提供流体出入通道；将CT重整装置固定在CT载物台上。

第四步，进行CT重整。温度压力参数通过平板热源法实时采集，利用CT扫描成像装置对过程进行同步、可视化检测。