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一種基于微觀可視技術的超臨界二氧化碳溶解性能測定裝置及方法

專利號
CN104807825B
公開日期
2016-03-16
申請人
中國石油大學(華東)(山東省青島市經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)長江西路66號)
發(fā)明人
李兆敏; 張超; 鹿騰; 王飛; 劉己全; 董全偉
IPC分類
G01N21/84
技術領域
超臨界,臨界,二氧化碳,閥門,注入,樣品,溶解,透明,流體,保溫套
地域: 山東省 山東省青島市

摘要

一種基于微觀可視技術的超臨界二氧化碳溶解性能測定裝置,包括耐壓夾持器、溫度控制系統(tǒng)、微觀刻蝕玻璃模型、超聲波分散儀和顯微鏡圖像采集分析系統(tǒng);所述耐壓夾持器用于夾持微觀刻蝕玻璃模型、在所述微觀刻蝕玻璃模型外通過液體調(diào)壓模擬地層壓力;所述溫度控制系統(tǒng)用于調(diào)整裝置的工作溫度;所述微觀刻蝕玻璃模型包括用于導流、承壓的透明腔體、出口和入口,所述出口和入口均朝下設置;所述超聲波分散儀對進入透明腔體的待測樣品溶解二氧化碳;所述顯微鏡圖像采集分析系統(tǒng)包括顯微鏡攝像頭和圖像采集及分析系統(tǒng);所述顯微鏡攝像頭通過所述透明腔體采集待測樣品在超臨界二氧化碳中的溶解度參數(shù)。

說明書

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[0045] 8)當達到溫度平衡和溶解平衡后,關閉超聲波分散儀,繼續(xù)通過向透明腔體中注入超臨界二氧化碳升高透明腔體內(nèi)部壓力,同時間歇式開啟、關閉超聲波分散儀,同時開啟顯微鏡圖像分析采集系統(tǒng),實時監(jiān)測透明腔體中相態(tài)變化,并對實時采集的圖像進行二值化處理分析,當二值化處理后的圖像不變時,關閉待測樣品注入閥門,靜置固定時間,得到最終圖像,并記錄此時透明腔體內(nèi)部壓力P; [0046] (9)通過查表得到壓力P、溫度T下超臨界二氧化碳密度ρ,計算出透明腔體中超臨界二氧化碳質(zhì)量m2,從而計算得到溫度T和壓力P下該待測樣品在超臨界二氧化碳中的溶解度S: [0047] [0048] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點及突出性效果: [0049] 1、本發(fā)明所述的裝置及方法既能實現(xiàn)對固體在超臨界二氧化碳中溶解度的測定,又能實現(xiàn)對液體在超臨界二氧化碳中溶解度的測定; [0050] 2、本發(fā)明所述的裝置及方法所用樣品量小,測試精度高,并且利用超聲波分散作用加速溶解過程,能夠在較短時間內(nèi)達到溶解平衡,縮短測試時間,降低實驗成本; [0051] 3、本發(fā)明所述的裝置及方法在測試過程中不需要取樣分析,從而不會出現(xiàn)測試過程中取樣對溶解平衡造成的影響,從而提高了實驗精度; [0052] 4、本發(fā)明所述的裝置及方法利用顯微鏡圖像采集及分析系統(tǒng),結合圖像二值化處理技術,實現(xiàn)了對溶解是否達到平衡的準確界定,代替了用人眼來判斷溶解平衡臨界點的方法,保證了該實驗裝置測試標準的統(tǒng)一性,提高了實驗精度; [0053] 5、本發(fā)明所述的裝置及方法采用油浴加熱系統(tǒng),實現(xiàn)了對溫度變化的準備控制,并且配備了制冷制熱一體機,能夠靈活應對實驗過程中的溫度變化,尤其是當超聲波分散儀工作導致體系溫度升高時,能夠及時降溫,將溫度控制在實驗所設定溫度,縮短測試時間,提高實驗精度。 附圖說明 [0054] 圖1為本發(fā)明所述一種基于微觀可視技術的超臨界二氧化碳溶解性能測定裝置的剖視圖; [0055] 圖2為圖1的俯視圖; [0056] 圖3為本發(fā)明中所述頂蓋的結構圖; [0057] 圖4為本發(fā)明中所述底蓋的結構圖; [0058] 圖5為本發(fā)明中所述頂蓋、中間槽、底蓋中用于緊固藍寶石玻璃的不銹鋼環(huán)示意圖; [0059] 圖6為本發(fā)明中超聲波分散儀俯視圖; [0060] 圖7為本發(fā)明中刻蝕有機玻璃片主視圖; [0061] 其中:1、保溫套,2、溫控循環(huán)出口管路,3、溫控循環(huán)出口閥門,4、環(huán)壓流體注入管路,5、環(huán)壓流體注入閥門,6、保溫套連接鎖扣,7、待測樣品為液體時的注入閥門,8、入口管路,9、溫控循環(huán)入口閥門,10、溫控循環(huán)入口管路,11、六角螺母,12、頂蓋,13、密封圈,14、埋頭螺釘,15、密封圈,16、密封圈,17、不銹鋼環(huán),18不銹鋼環(huán),19、環(huán)壓流體腔,20、藍寶石玻璃,21、透明腔體,22、中間槽,23、六角螺母,24、密封圈,25、埋頭螺釘,26、密封圈,27、密封圈,28、埋頭螺釘,29、超聲波分散儀,30、藍寶石玻璃,31、底蓋,32、出口管路,33、溫控循環(huán)入口閥門,34、溫控循環(huán)入口管路,35、待測樣品排出閥門,36、橡膠管,37、溫控循環(huán)出口管路,38、環(huán)壓流體排出閥門,39、溫控循環(huán)出口閥門,40、卡扣,41、不銹鋼環(huán),42、轉(zhuǎn)軸,43、長方形凹槽,44、導流通路中的注入管路,45、導流通路中的排出管路,46、顯微鏡攝像頭,47、圖像采集及分析系統(tǒng)。 具體實施方式 [0062] 下面結合附圖進一步說明本發(fā)明的原理、具體結構及最佳實施方式,但不限于此。 [0063] 如圖1-7所示。 [0064] 實施例1、 [0065] 一種基于微觀可視技術的超臨界二氧化碳溶解性能測定裝置,包括耐壓夾持器、溫度控制系統(tǒng)、微觀刻蝕玻璃模型、超聲波分散儀29和顯微鏡圖像采集分析系統(tǒng); [0066] 所述耐壓夾持器用于夾持微觀刻蝕玻璃模型、在所述微觀刻蝕玻璃模型外通過液體調(diào)壓模擬地層壓力; [0067] 所述溫度控制系統(tǒng)用于調(diào)整裝置的工作溫度; [0068] 所述微觀刻蝕玻璃模型包括用于導流、承壓的透明腔體、出口和入口,所述出口和入口均朝下設置; [0069] 所述超聲波分散儀29對進入透明腔體的待測樣品溶解二氧化碳; [0070] 所述顯微鏡圖像采集分析系統(tǒng)包括顯微鏡攝像頭46和圖像采集及分析系統(tǒng)47; 所述顯微鏡攝像頭46通過所述透明腔體采集待測樣品在超臨界二氧化碳中的溶解度參數(shù)。 [0071] 實施例2、 [0072] 如實施例1所述的一種基于微觀可視技術的超臨界二氧化碳溶解性能測定裝置,其區(qū)別在于,所述耐壓夾持器包括頂蓋12、底蓋31及中間槽22;

權利要求

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