[发明专利]一种天然气水合物形成和分解流程的核磁共振系统

说明书

本发明公开了一种天然气水合物形成和分解流程的核磁共振系统，包括用于存放岩心或填砂样品的岩心夹持器，所述岩心夹持器的左侧端口分别接入用于输入水源的水输入机构以及输入气源的气输入机构，所述岩心夹持器的外侧设有用于向所述岩心夹持器内部输入低场核磁共振的核磁共振生成器，所述岩心夹持器的内部连通有用于维持低温高压的低温高压机构，所述岩心夹持器的右侧端口连通有用于计量输出物质的计量机构，天然气水合物无核磁信号，因此天然气水合物生成过程中核磁信号逐渐降低，分解过程中核磁信号逐渐增加，核磁共振技术是定量评价天然气水合物生成分解过程的一种重要方法。

技术领域

本发明涉及天然气水合物研究技术领域，具体涉及一种天然气水合物形成和分解流程的核磁共振系统。

背景技术

天然气水合物是由天然气和水在低温高压条件下组成的笼形晶体结构化合物，广泛分布于陆地永久冻土区和大陆边缘的海底深层砂砾中，具有分布广阔、资源量大、能量密度大等特点，是未来勘探的重点。

目前，一些研究认为天然气水合物主要以孔隙填充为主，优先在粗粒沉积物中生成，也有学者认为天然气水合物主要以颗粒胶结为主，优先在细粒沉积物中生成，因此天然气水合物生成分解过程尚不明确，需要开展相关岩石物理实验及分析。

由于天然气水合物在生成或是分解时需对环境的温度和压力有所需求，现有技术中制造天然气水合物仍以实验室少量制备为主，考虑到天然气水合物应用与未来能源市场普遍被看好，因此亟需一种用于生成或分解天然气水合物并能检测其生成分解过程的装置实施研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气水合物形成和分解流程的核磁共振系统，以解决现有技术中的天然气水合物在生成或是分解时需对环境的温度和压力有所需求，同时对生成和分解过程进行检测研究的问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种天然气水合物形成和分解流程的核磁共振系统，包括用于存放岩心或填砂样品的岩心夹持器，所述岩心夹持器的左侧端口分别接入用于输入水源的水输入机构以及输入气源的气输入机构，所述岩心夹持器的外侧设有用于向所述岩心夹持器内部输入低场核磁共振的核磁共振生成器，所述岩心夹持器的内部连通有用于维持低温高压的低温高压机构，所述岩心夹持器的右侧端口连通有用于计量输出物质的计量机构，所述的左侧接入端口和右侧排出端口安装有用于检测水合物相关参数的检测机构。

作为本发明的一种优选方案，所述岩心夹持器包括存放岩心或填砂样品并接入所述水输入机构和所述气输入机构的岩心混合腔，并且所述水输入机构和所述气输入机构的输入物沿所述岩心混合腔的内部正向流动，所述岩心混合腔的外侧套设设有与所述岩心混合腔形成封闭空间的夹持器。

作为本发明的一种优选方案，所述水输入机构包括用于生成水合物的水源装置，所述水源装置的输出端连通有用于调整水源压力和流速的恒压恒流泵，所述恒压恒流泵的输出端连通有用于防护的承压容器，所述承压容器的输出端与所述岩心混合腔的输入端连通。

作为本发明的一种优选方案，所述气输入机构包括用于生成水合物材料的气源装置，所述气源装置的输出端连通有用于增强气压的气体增压泵，所述气体增压泵的输出端连通有用于调整气体输送压力的调压阀，所述调压阀的输出端连通有用于控制气体流量的流量控制器，所述流量控制器的输出端与岩心混合腔的输入端连通。

作为本发明的一种优选方案，所述低温高压机构包括分别连通所述夹持器两端并与夹持器和岩心混合腔形成的封闭空间连通的冷却装置和环压跟踪泵，所述环压跟踪泵的输出端与所述冷却装置的输入端连通，并且所述夹持器与岩心混合腔形成的封闭空间内部的氟化液流通过所述环压跟踪泵和所述冷却装置形成逆向低温循环流动。

作为本发明的一种优选方案，所述计量机构包括安装在所述右侧出口端并用于限制排出压力的回压阀，所述回压阀的排出端分别连通有带有气液分离器的天平和湿式流量计。