一種對多孔介質進行水蒸汽飽和的核磁共振儀器探頭配套裝置的製作方法

2024-01-29 02:52:15

專利名稱：一種對多孔介質進行水蒸汽飽和的核磁共振儀器探頭配套裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對多孔介質進行水蒸汽飽和的核磁共振儀器探頭配套裝置。
背景技術：
煤巖等由各種有機質、無機礦物和孔裂隙構造的多孔介質，在採用核磁共振方法研究其中的孔隙度、滲透率、飽和度以及孔隙分布情況時，需要採用與常規核磁波譜分析和成像分析所不同的方法。由於樣品本身不產生核磁信號，實驗人員必須將樣品孔隙中的氣體、液體以及雜質抽空，並注入蒸餾水並密封，完成以上前處理步驟後，才能得 到可靠的實驗數據。然而對於低孔滲煤巖樣品來說，常規飽水裝置很難甚至不能進入樣品中孔隙中，導致飽水不完全。這會導致核磁共振檢測精度的下降。本發明認識到以上傳統手段和設備的弊端，故採用對樣品在線持續飽和水蒸汽的方法，以期實現最佳檢測效果。

發明內容
本發明目的是提供一種對多孔介質進行水蒸汽飽和的核磁共振儀器探頭配套裝置。本發明的技術方案是一種對多孔介質進行水蒸汽飽和的核磁共振儀器探頭配套裝置，它包括內部裝有多孔介質樣品的探頭管，所述探頭管上方連接有一真空泵，所述探頭管下方連接有水槽及飽和裝置和加熱裝置，所述水槽及飽和裝置由加熱裝置加熱後輸送水蒸氣到探頭管內。優選的，所述真空泵通過氣體抽真空出口管道與探頭管相連，所述氣體抽真空出口管道伸入探頭管中與樣品相連，真空泵可以將探頭管內部的樣品抽真空，從而對樣品孔隙內部的空氣、液體、雜質進行清理。優選的，所述探頭管內裝有有機玻璃填充材料，樣品在探頭管中由有機玻璃填充材料固定位置，並保證探頭管內的氣密性，所述探頭管外壁由具有隔熱效果的真空絕熱泡沫所料製成。優選的，在位於所述真空泵和所述探頭管之間的氣體抽真空出口管道上設有第一氣密控制閥，探頭管內部設有溫度、壓力傳感器，所述加熱裝置通過加熱管道連接在探頭管下方，所述加熱管道穿過水槽及飽和裝置，所述水槽及飽和裝置通過氣體飽和入口管道連接在探頭管下方，所述氣體飽和入口管道伸入探頭管下部與樣品連接，所述氣體飽和入口管道上設有第二氣密控制閥。優選的，所述加熱裝置通過加熱管道對水槽及飽和裝置進行加熱，水槽及飽和裝置受熱後產生的水蒸氣通過氣體飽和入口管道輸送到探頭管內，所述加熱裝置可以通過加熱管道對探頭管的溫度進行維持。
優選的，所述探頭管外壁由具有隔熱效果的真空絕熱泡沫所料製成。本發明的優點是
I.本發明與傳統核磁共振巖心檢測裝置相比，通過飽和水蒸汽解決了樣品細微孔隙飽和不足的問題。2.本發明飽和、加熱、真空裝置與探頭相連接的設計，保證實驗過程中樣品的溫度和密封狀態，提升了核磁共振對巖心樣品的檢測精度和準確度。


下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述 圖I為飽和水蒸氣的核磁共振探頭配套裝置連接示意 圖2為本發明工作流程圖。其中1、真空泵；2、第一氣密控制閥；3、永磁體；4、磁體模塊外殼；5、探頭管外壁；6、有機玻璃填充材料；7、巖心樣品；8、第二氣密控制閥；9、水槽及飽和裝置；10、加熱裝置；
11、氣體飽和入口管道；12、氣體抽真空出口管道；13、加熱管道；14、溫度、壓力傳感器。
具體實施例方式實施例如圖I所示，本發明包括探頭管、真空泵I、水槽及飽和裝置9和加熱裝置10，還包括連接各模塊的導氣管通道，以及氣密閥門和溫度、壓力傳感器；但不包括沿用核磁共振儀器的永磁體3、磁體模塊外殼4以及作為檢測對象的巖心樣品7。探頭管外壁5選用真空絕熱泡沫塑料。探頭管與真空泵I之間設有第一氣密控制閥2 ;所述氣體飽和入口管道11上設有第二氣密控制閥8，探頭管內設有溫度、壓力傳感器14，用以保證探頭管內部壓力和溫度符合實驗要求。本實施例的工作原理如下
實驗前，巖心樣品7在樣品管中由有機玻璃填充材料6固定位置，保證探頭管內的氣密性。在實驗運用過程中，首先，打開氣體出口處的第一氣密控制閥2，緊閉氣體入口處的第二氣密控制閥8 ;運用真空泵I將探頭管內抽真空；其次，打開氣體入口處的第二氣密控制閥8，關閉氣體出口處的第一氣密控制閥2，使用加熱裝置10令水槽及飽和裝置9中的蒸餾水汽化，並將水蒸氣通過氣體飽和入口管道11灌入樣品管中，通過溫度、壓力傳感器14得到的探頭管內的溫度和壓強來確定樣品7隙中的水蒸氣是否達到飽和。當樣品7隙中的水蒸汽達到飽和後，再次關閉氣體入口處的第二氣密控制閥8，加熱裝置10通過對加熱管道13進行加熱，讓熱量通過管道金屬熱傳導的方式使探頭管的溫度得到維持；使用核磁共振儀器對樣品7進行信號採集；最後，打開氣體出口處的第一氣密控制閥2，根據實驗要求重複上述過程。以上僅是本發明的具體應用範例，對本發明的保護範圍不構成任何限制。除上述實施例外，本發明還可以有其它實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明所要求保護的範圍之內。
權利要求
1.一種對多孔介質進行水蒸汽飽和的核磁共振儀器探頭配套裝置，其特徵在於它包括內部裝有多孔介質樣品(7)的探頭管，所述探頭管上方連接有一真空泵(1)，所述探頭管下方連接有水槽及飽和裝置(9)和加熱裝置(10)，所述水槽及飽和裝置(9)由加熱裝置(10)加熱後輸送水蒸氣到探頭管內。
2.根據權利要求I所述的一種對多孔介質進行水蒸汽飽和的核磁共振儀器探頭配套裝置，其特徵在於所述真空泵(I)通過氣體抽真空出口管道(12)與探頭管相連，所述氣體抽真空出口管道(12)伸入探頭管中與樣品(7)相連，真空泵(I)可以將探頭管內部的樣品(7 )抽真空，從而對樣品(7 )孔隙內部的空氣、液體、雜質進行清理。
3.根據權利要求I所述的一種對多孔介質進行水蒸汽飽和的核磁共振儀器探頭配套裝置，其特徵在於所述探頭管內裝有有機玻璃填充材料(6)，樣品(7)在探頭管中由有機玻璃填充材料(6)固定位置，並保證探頭管內的氣密性，所述探頭管外壁由具有隔熱效果的真空絕熱泡沫所料製成。
4.根據權利要求I所述的一種對多孔介質進行水蒸汽飽和的核磁共振儀器探頭配套裝置，其特徵在於在位於所述真空泵(I)和所述探頭管之間的氣體抽真空出口管道(12)上設有第一氣密控制閥(2)，探頭管內部設有溫度、壓力傳感器(14)，所述加熱裝置(10)通過加熱管道(13)連接在探頭管下方，所述加熱管道(13)穿過水槽及飽和裝置(9)，所述水槽及飽和裝置(9 )通過氣體飽和入口管道(11)連接在探頭管下方，所述氣體飽和入口管道(11)伸入探頭管下部與樣品(7)連接，所述氣體飽和入口管道(11)上設有第二氣密控制閥(8)。
5.根據權利要求4所述的一種對多孔介質進行水蒸汽飽和的核磁共振儀器探頭配套裝置，其特徵在於所述加熱裝置(10)通過加熱管道(13)對水槽及飽和裝置(9)進行加熱，水槽及飽和裝置(9 )受熱後產生的水蒸氣通過氣體飽和入口管道(11)輸送到探頭管內，所述加熱裝置(10 )可以通過加熱管道(13)對探頭管的溫度進行維持。
6.根據權利要求I所述的一種對多孔介質進行水蒸汽飽和的核磁共振儀器探頭配套裝置，其特徵在於所述探頭管外壁(5)由具有隔熱效果的真空絕熱泡沫所料製成。
全文摘要
本發明公開了一種對多孔介質進行水蒸汽飽和的核磁共振儀器探頭配套裝置，它包括內部裝有多孔介質樣品的探頭管，所述探頭管上方連接有一真空泵，所述探頭管下方連接有水槽及飽和裝置和加熱裝置，所述水槽及飽和裝置由加熱裝置加熱後輸送水蒸氣到探頭管內；所述真空泵可以將探頭管內部的樣品抽真空，從而對樣品孔隙內部的空氣、液體、雜質進行清理；本發明與傳統核磁共振巖心檢測裝置相比，通過飽和水蒸汽解決了樣品細微孔隙飽和不足的問題；本發明飽和、加熱、真空裝置與探頭相連接的設計，保證實驗過程中樣品的溫度和密封狀態，提升了核磁共振對巖心樣品的檢測精度和準確度。
文檔編號G01N24/08GK102954977SQ20121045229
公開日2013年3月6日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者姚豔斌, 楊培強, 劉俊剛, 吳建國, 唐一龍, 齊勝喜 申請人:中國地質大學(北京), 蘇州紐邁電子科技有限公司