[发明专利]水合物的样品观测装置和显微观测模块以及显微观测系统

说明书

本发明涉及水合物制备的技术领域，具体地涉及一种水合物的样品观测装置和显微观测模块以及显微观测系统。所述样品观测装置包括耐压放样构件和用于固定所述耐压放样构件的固定件，所述耐压放样构件设置有进液口(30)、出液口(29)和能够容纳所述水合物的样品室(32)，所述样品室(32)设置为能够分别通过所述进液口和出液口与外部的用于产生所述水合物的高压反应模块(34)连通，所述固定件设置有容纳孔，所述耐压放样构件安装于所述容纳孔中，所述样品室设置为分别与所述进液口和所述出液口连通的通道。该样品观测装置设有独立于高压反应模块设置的样品室，从而实现了通过该样品室来完成对流体流动状态下的水合物进行显微观测。

技术领域

本发明涉及水合物制备的技术领域，具体地涉及一种水合物的样品观测装置和显微观测模块以及显微观测系统。

背景技术

天然气水合物(Gas Hydrate)俗称“可燃冰”，是一种由气体分子与水分子共同形成的类冰状晶体，其中，水分子作为主体，可通过氢键产生不同的笼型，气体分子作为客体被包在笼中，并且，每个笼子能且只能包一个客体分子，通过主客体之间的相互作用，使得水合物形成一种稳定构造。自然界中，天然气水合物主要赋存于海底沉积物和永久冻土带，主要成分是甲烷，并且，1立方米的天然气水合物在常温常压下可分解出约164立方米的天然气，因此，在同等条件下，“可燃冰”燃烧产生的能量比其他化石燃料高出数十倍，并且绿色清洁，具有巨大的开发价值。

由于在低温高压下形成的天然气水合物对温度和压力的变化十分敏感，在开采过程中不合理的人工操作引起的水合物相变可能会导致储层结构被破坏，严重影响水合物的开采。目前，天然气水合物的开采仍处于初步阶段，水合物的开发尚未形成一套成熟的标准，主要处于室内实验研究阶段，通过设计水合物实验，从微观角度来观察不同温压下的水合物晶体的生长聚集情况。

现阶段，关于水合物的显微观测研究主要在集中在水合物的生成、聚集以及分解过程。目前，水合物观察的实验装置大多是在反应装置中直接进行水合物形态的观测，主要包括两种情况：一种是在反应釜的侧壁上设有观察窗，水合物的形态是借助观察窗直接进行观测得到的，但是，当水合物达到能够被观测到的程度时，往往反应釜中已经生成了大量肉眼可见的水合物，由此导致了水合物生成的观测结果中存在实时性较差及相平衡检测精度较低的问题；另一种情况是实验装置中含有显微设备，这种情况下虽然也可以及时观察到水合物的微观形态，但在该显微观测系统中，样品观测装置即为水合物反应装置，其中的刻蚀玻璃内腔体积最多只有几毫升，无法精确通过压力变化测出水合物的生成量。同时，该类显微观测系统只能观测静态的水合物生成分解情况，不能观测流体流动状态下的水合物生成聚集情况。

因此，需要研发一种水合物的微观观测系统，提高观测水合物生成的实时性，同时可以较为精确地测出不同条件下水合物的生成量，提高观测质量，便捷、精确地采集水合物的微观信息。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的因在反应装置中直接进行水合物显微形貌的观测而导致无法观察水合物流动状态下生成分解情况、相平衡检测精度低的问题，提供了一种水合物的样品观测装置和显微观测模块以及显微观测系统，该水合物的样品观测装置设置有样品室，能够容纳高压反应模块生成的水合物，使得水合物能够在独立于所述高压反应模块的样品室中完成显微观测，提高了相平衡的检测精度，并且，独立的样品观测装置可以用来观测流体流动状态下的水合物生成聚集情况。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种水合物的样品观测装置，所述样品观测装置包括耐压放样构件和用于固定所述耐压放样构件的固定件，所述耐压放样构件设置有进液口、出液口和能够容纳所述水合物的样品室，所述样品室设置为能够分别通过所述进液口和出液口与外部的用于产生所述水合物的高压反应模块连通，所述固定件设置有容纳孔，所述耐压放样构件安装于所述容纳孔中，所述样品室设置为分别与所述进液口和所述出液口连通的通道。

优选地，所述样品室包括多个通道，多个所述通道之间彼此隔离或多个所述通道中的至少部分所述通道之间彼此连通。