[实用新型]可快速拆卸取样的天然气水合物生成装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及天然气水合物生成装置技术领域，特别是可快速拆卸取样的天然气水合物生成装置。

背景技术

天然气水合物俗称“可燃冰”，是天然气在一定的温度、压力条件下与水作用生成的一类笼形结构的冰状晶体，为非化学计量型固态化合物。

当前，严重的能源短缺，已经成为制约我国经济发展的瓶颈，特别是油气资源的匮乏更是不可回避的事实。据估计，全球天然气水合物中的甲烷碳含量高达10×10¹⁵m³的甲烷气，相当于全世界已知煤炭、石油和天然气等常规化石燃料总碳量的两倍，且天然气燃烧几乎不会产生有害的污染物质，尤其是生成的致癌物质SO₂要比燃烧原油或煤低两个数量级。

天然气水合物可能成为21世纪继常规的石油和天然气能源之后最有希望的首选清洁能源。天然气水合物具有能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅、成藏物化条件优越等特点，是21世纪最具开发前景的替代能源，在未来能源结构中具有重要的战略地位。因此，天然气水合物相平衡研究和微观结构研究是天然气水合物勘探、开发和海洋环境保护研究中最基础和最重要的前沿问题。

关于天然气水合物稳定性的研究表明，天然气水合物处于亚稳定状态，压力骤然降低或温度骤然升高都会导致天然气水合物的迅速分解。实验研究表明，天然气水合物压力降低一半时，其天然气水合物数量将减少85％以上。因此，天然气水合物取样工作最重要的因素就是快速拆卸，同时保持天然气水合物样品低温。当前，国内外生成天然气水合物的仪器主要有PVT仪器和DBR水合物仪。但PVT仪器和DBR水合物仪都必须将温度降至室温，压力降为1atm之后才能拆卸。同时，这个降压过程和降温过程必须缓慢，不能骤然下降，否则会导致仪器的损失，甚至导致PVT筒和蓝宝石筒的破裂和报废。其中，PVT筒价值2万余元，DBR中的蓝宝石筒价值18万元。因此，拆卸PVT仪器和DBR水合物仪的最快时间大约为20～30分钟。在这个过程中，PVT筒或蓝宝石筒中生成的天然气水合物随着温度的上升、压力的骤降而迅速分解，拆卸完毕时，天然气水合物早已分解完了。

所以，现有仪器不能够实现把生成的天然气水合物从实验仪器中取出来进行微观结构测试。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种能够快速拆卸，可取出生成的天然气水合物样品的天然气水合物生成装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

可快速拆卸取样的天然气水合物生成装置，它包括反应釜、搅拌装置和DBR风箱，所述的搅拌装置包括可逆电机和固定座，固定座安装于可逆电机的电机轴上，可逆电机上还设有两个限位开关；反应釜安装于固定座上，安装有反应釜的搅拌装置设置于DBR风箱内；

所述的反应釜包括上端盖、下端盖、固定装组和有机玻璃筒，上端盖安装于有机玻璃筒上端部，且上端盖与有机玻璃筒之间设有O型密封圈A，下端盖安装于有机玻璃筒的下端部，且下端盖与有机玻璃筒之间设有O型密封圈B，上端盖和下端盖通过四根固定装组连接固定，所述的固定装组由上连杆和下连杆构成，上连杆和下连杆通过铰链连接，上连杆的端部固定于上端盖上，下端盖设有与固定装组的下连杆配合的U形通槽，下连杆穿过下端盖的U形通槽并由安装在下连杆端部的紧固蝶母固定；所述的上端盖和下端盖上分别设有上端盖管件安装孔和下端盖管件安装孔；

反应釜通过安装于上端盖管件安装孔内的管件与样品筒连接，样品筒还与驱替泵相连接。

所述的上端盖设有两个传感器插入孔，两个传感器插入孔内分别设置有压力传感器和温度传感器。

所述的上端盖的下部设有外螺纹，有机玻璃筒的上端部设有内螺纹，上端盖与有机玻璃筒通过螺纹相连接。

本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型的反应釜能承受4MPa的压力，且采用有机玻璃筒作为实验釜可以直接观测天然气水合物的生成过程。

2、本实用新型的固定装组为通过铰链连接的上连杆和下连杆，拆卸简单、快速，能够在生成天然气水合物后快速取出、得到天然气水合物样品，以便对天然气水合物进行相关测试及实验。

3、本实用新型的压力一般低于4MPa，生成天然气水合物后，拆卸前也必须泻压，但可以不在常温条件下进行，因此，天然气水合物仪器拆卸时间大约是1～2分钟，同时，采取液氮和冰块冷却的方法让取出的天然气水合物样品保持低温，以延缓水合物的分解，使得对天然气水合物样品进行微观结构的观测成为可能。