天然氣水合物開(kāi)采實(shí)驗裝置

詳細內容

        該裝置主要用來(lái)模擬研究海底天然氣水合物的生成及開(kāi)采過(guò)程，主要由以下系統組成。
1．供液系統
供液主要由一臺平流泵完成，可選用北京衛星廠(chǎng)的LB-10C平流泵，該泵流量范圍0.01～9.99mL/min，壓力范圍0～40MPa。
該泵具有計算機通訊接口，可由計算機控制其工作，也可手動(dòng)操作。
2．儲液系統
由3只ZR-3型1000mL/20Mpa活塞容器組成。
活塞容器采用國外新型滑環(huán)組合密封結構，其特點(diǎn)是：
①．密封力小，動(dòng)靜摩擦相當，是：“O”型橡膠圈摩擦力的1/4，可消除低速、低壓運行下的“爬行”現象。
②．工作壽命長(cháng)，動(dòng)態(tài)壓力密封工作壽命比常規橡膠密封制品高10倍以上。
③．密封性能，工作壓力高，可達200MPa
3．液體注入量的計量
由于液體流量低，目沒(méi)有此類(lèi)小流量的流量計能用來(lái)計量注入流體的量，現提供2種計量方案供選擇：
①．利用平流泵計量
設定平流泵的注入瞬時(shí)流時(shí)，由計算機記錄注入時(shí)間，計算不同時(shí)刻的累積注入量，其精度受平流泵瞬時(shí)流量精度的影響。
②．用電子天平計量
把平流泵工作介質(zhì)儲罐放在電子天平上，平流泵排出液體的量等于電子天平上質(zhì)量的變化量。
電子天平可選用賽多利斯BP3100S型，量程3100g，精度0.01g。
注入量由計量機即時(shí)采集保存，并即時(shí)顯示注入量——時(shí)間曲線(xiàn)。
4．供氣系統
考慮注入氣體的壓力高，普通氣瓶壓力不足，采用氣體增壓泵將氣瓶壓力增壓，再經(jīng)調壓閥調壓后向模型注氣。
該系統由以下各部件組成：
①．氣瓶（用戶(hù)自備）
②．氣體增壓泵
采用普通壓縮空氣驅動(dòng)，輸出氣體壓力可達60MPa，工作時(shí)無(wú)電火花，可以用于易燃易爆的氣體增壓。
型號：ZYB-2型氣體增壓泵
③．高壓儲氣瓶
容積2000mL，耐壓25MPa，用于儲存增壓后的高壓氣體。
型號：ZR-I型
④．調壓閥
YT-5型高壓壓力調節器，進(jìn)口壓力不大于32MPa，出口壓力0～20MPa可調。
5．注入氣量計量
采用高壓氣體質(zhì)量流量計計量
流量計型號：D07-12M/ZM，瞬時(shí)流量量程：500mL/min
流量積算儀 型號：D08-8M/ZM
注入量由計算機即時(shí)采集保存并即時(shí)顯示注入量——時(shí)間曲線(xiàn)
6．預熱器
用于注入流體的加熱，自動(dòng)控制注入流體的溫度。
7．透明試驗管
由高強度石英玻璃制成，內尺寸φ38×500㎜，耐壓20MPa，使用壓力15MPa，管子中間設計有兩套梯度取壓，測溫裝置，用于測量壓力和溫度梯度。取壓管、測溫孔全部從一端法蘭插入，考慮填砂方便，另一端法蘭上設計一活動(dòng)堵頭（見(jiàn)附圖），
8．高低溫恒溫箱
內腔尺寸：長(cháng)1200×高1200×深550mm，控溫范圍-20～70℃，溫度波動(dòng)：±1℃，箱門(mén)上開(kāi)有玻璃觀(guān)察窗以便操作人員隨時(shí)觀(guān)察，觀(guān)察窗有除霜裝置，恒溫試驗箱帶有輪子，可以方便移動(dòng)。
9．壓力計量
分別計量入口、出口壓力，入口與中間點(diǎn)及出口之間的壓差，壓力及壓差數據由計算機即時(shí)采集保存并即時(shí)顯示壓力——時(shí)間曲線(xiàn)。
入口、出口壓力均采用高精度壓力傳感器計量，量程20MPa，精度0.1%F·S，型號DG1300-BZ-C-2-20
壓差選用三臺高精度、高靜壓、低量程的壓差變送器，分別對實(shí)驗管的三段進(jìn)行測量，壓差變送器型號DBC300型。
10．溫度計量
將pt100測溫探頭插入高壓透明梯度試驗管內，探頭與流體接觸口，溫度數據由計算機即時(shí)采集保存并即時(shí)顯示——時(shí)間曲線(xiàn)。
11．回壓控制系統
用來(lái)控制出口壓力，采用頂部加載式回壓控制器，耐壓25MPa，控制精度±0.05MPa，設定壓力由精密壓表顯示。
考慮氣瓶控制壓力不足，設計手動(dòng)增壓方法，增加大控制壓力。
12．圖像記錄系統
安裝在恒溫箱內的高分辨率攝像頭將圖像直接傳入計算機，可通過(guò)顯示器放大觀(guān)察透明試驗管內介質(zhì)流動(dòng)情況，并由計算機記錄保存。
13．出口計量
出口氣體通過(guò)氣體質(zhì)量流量計計量，出口液體通過(guò)電子天平計量，數據由計算機采集保存并即時(shí)顯示流量——時(shí)間曲線(xiàn)。
14．數據采集處理系統
包括計算機、打印機、采集控制板卡、采集控制電路以及數據采集處理軟件等。
適時(shí)采集：注入液量，注入氣量，壓力、壓差，溫度，產(chǎn)出氣量，產(chǎn)出液量，試管內圖像變化。
即時(shí)繪制：注入液量——時(shí)間變化曲線(xiàn)；
          注入氣量——時(shí)間變化曲線(xiàn)；
          壓力、壓差——時(shí)間變化曲線(xiàn)；
          溫度——時(shí)間變化曲線(xiàn)；
          產(chǎn)出氣量——時(shí)間變化曲線(xiàn)；
          產(chǎn)出液量——時(shí)間變化曲線(xiàn)；
軟件在Windows2000/xp環(huán)境下運行，采用VB編程，儀器工作流程顯示在界面上，可實(shí)現人機對話(huà)，操作筒單方便。
15．安全報警系統
裝置設計超溫、超壓安全報警系統，當系統過(guò)溫、過(guò)壓會(huì )自動(dòng)報警并切斷電源。

　

更新時(shí)間：2024/5/19 22:32:00

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