本實(shí)用新型屬于煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種CT實(shí)時掃描系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

針對我國低滲煤儲層特點(diǎn)，必須進(jìn)行儲層改造才能商業(yè)化開發(fā)。針對水力壓裂改造的局限性，浪費(fèi)水資源等特點(diǎn)，煤層氣注氣開采技術(shù)的環(huán)保性、安全性、高效性等特點(diǎn)，注氣提高煤層氣采收率( Enhanced coalbed methane，ECBM)受到各大企業(yè)的青睞。

煤質(zhì)條件、注氣類型、注氣壓力、注氣速率等參數(shù)的差異，造成煤層氣運(yùn)移的差異，進(jìn)而造成采收率的差異。國內(nèi)外多位學(xué)者進(jìn)行了注氣增產(chǎn)過程中吸附/解吸-擴(kuò)散-滲流階段孔裂隙的演化，氣體運(yùn)移的研究，并設(shè)計(jì)了大量注氣實(shí)驗(yàn)裝置。這些裝置的特點(diǎn)，大多數(shù)裝置只有簡單的注氣驅(qū)替功能，只能得出最終的注氣參數(shù)與采收率的關(guān)系圖，并不能實(shí)時的監(jiān)測注氣驅(qū)替過程；少數(shù)裝置把CT掃描技術(shù)應(yīng)用于注氣驅(qū)替過程，由于注氣裝置龐大，只能注氣-掃描-注氣-掃描反復(fù)進(jìn)行，需要對樣品反復(fù)加卸載、拆卸安裝，容易導(dǎo)致樣品的機(jī)械損壞，且操作麻煩，仍無法全程實(shí)時監(jiān)測；極少數(shù)裝置采用醫(yī)用螺旋CT進(jìn)行注氣驅(qū)替過程的實(shí)時掃描，但由于現(xiàn)有的注氣裝置所用樣品尺寸較大，放大倍數(shù)小，分辨率低，掃描不到微米級裂隙，觀察效果不理想。在一個微小樣品上進(jìn)行注氣驅(qū)替過程中吸附/解吸-擴(kuò)散-滲流階段孔裂隙的演化，氣體運(yùn)移過程的CT實(shí)時監(jiān)測，該系統(tǒng)具有一定的創(chuàng)新性，在國內(nèi)尚無這樣的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種CT實(shí)時掃描系統(tǒng)，該系統(tǒng)對不同注氣過程中氣體吸附/解吸-擴(kuò)散-滲流階段孔裂隙的演化，煤層氣運(yùn)移過程進(jìn)行監(jiān)測。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種CT實(shí)時掃描系統(tǒng)，包括水平設(shè)置的底板和位于底板上方的試驗(yàn)平臺，底板底部設(shè)有支腿，底板上表面左側(cè)和右側(cè)分別設(shè)有左升降機(jī)構(gòu)和右升降機(jī)構(gòu)，底板上表面設(shè)有前后水平移動機(jī)構(gòu)，前后水平移動機(jī)構(gòu)頂部設(shè)有左右水平移動機(jī)構(gòu)，試驗(yàn)平臺固定設(shè)置在左右水平移動機(jī)構(gòu)上，試驗(yàn)平臺上設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)；

左升降機(jī)構(gòu)和右升降機(jī)構(gòu)的構(gòu)造相同且左右對稱設(shè)置；左升降機(jī)構(gòu)和右升降機(jī)構(gòu)均包括空心固定管和升降桿，空心固定管下端垂直并固定設(shè)在底板上表面，空心固定管下部與底板上表面之間設(shè)有加強(qiáng)筋板，升降桿的外徑等于空心固定管的內(nèi)徑，升降桿下部插設(shè)在空心固定管內(nèi)上部，空心固定管上沿徑向方向開設(shè)有外插孔，外插孔沿空心固定管的長度方向均勻開設(shè)有至少三個，升降桿上沿徑向方向開設(shè)有內(nèi)插孔，內(nèi)插孔與外插孔對應(yīng)并通過一根插銷插接配合；

左升降機(jī)構(gòu)的升降桿上端設(shè)置有可調(diào)節(jié)傾角的X光機(jī)，右升降機(jī)構(gòu)的升降桿上端左側(cè)設(shè)置平板探測器。

前后水平移動機(jī)構(gòu)包括設(shè)在底板上表面的下平板，下平板與底板之間沿前后水平方向設(shè)置有燕尾槽式滑軌結(jié)構(gòu)，底板前側(cè)設(shè)置有第一步進(jìn)電機(jī)，第一步進(jìn)電機(jī)通過螺母絲桿結(jié)構(gòu)與下平板傳動連接。

左右水平移動機(jī)構(gòu)包括移動框架、固定鏈條、行走齒輪和第二步進(jìn)電機(jī)，固定鏈條沿左右水平方向設(shè)置在下平板的上表面，第二步進(jìn)電機(jī)設(shè)置移動框架底部，行走齒輪同軸向設(shè)在第二步進(jìn)電機(jī)的主軸上，移動框架底部設(shè)有沿下平板上表面左右滾動的支撐滾輪，行走齒輪與固定鏈條嚙合。

試驗(yàn)平臺固定設(shè)在移動框架上，試驗(yàn)平臺上開設(shè)有上下通透的下安裝孔；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括固定架、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)、驅(qū)動齒輪和圓盤，固定架設(shè)置在試驗(yàn)平臺右側(cè)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)固定設(shè)在固定架上，圓盤位于試驗(yàn)平臺上方，試驗(yàn)平臺上表面開設(shè)有與下環(huán)形槽，圓盤上表面開設(shè)有與下環(huán)形槽上下對應(yīng)的上環(huán)形槽，圓盤上開設(shè)有上下通透的上安裝孔，上安裝孔、上環(huán)形槽、下環(huán)形槽和下安裝孔具有同一條中心線，上環(huán)形槽和下環(huán)形槽之間設(shè)有支撐滾珠，圓盤外圓周表面設(shè)有齒圈，驅(qū)動齒輪同軸向固定設(shè)在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)的主軸上并與齒圈嚙合。

采用上述技術(shù)方案，在圓盤上放置并固定儲層模擬系統(tǒng)，儲層模擬系統(tǒng)模擬原地層溫度條件下煤巖中氣體滲流以及吸附特性。本實(shí)用新型中的X光機(jī)、平板探測器、第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)分別通過數(shù)據(jù)控制線連接到控制計(jì)算機(jī)上。第一步進(jìn)電機(jī)控制下平板沿前后方向移動，第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動行走齒輪沿固定鏈條左右移動，從而使支撐滾輪沿下平板表面左右移動，移動框架和試驗(yàn)平臺也隨之沿下平板左右移動。

沿前后和左右方向?qū)幽M系統(tǒng)移動到位后，若X光機(jī)和平板探測器在高度方向上還不合適，就將插銷抽出，向上向下移動升降桿，再把插銷插到合適的第一插孔和第二插孔內(nèi)，調(diào)整好X光機(jī)和平板探測器的高度。通過三維調(diào)節(jié)X光機(jī)、儲層模擬系統(tǒng)和平板探測器的相對位置。再通過X光機(jī)上的細(xì)調(diào)旋鈕來精確調(diào)整對儲層模擬系統(tǒng)內(nèi)樣品的掃描范圍。

然后啟動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)，通過驅(qū)動齒輪帶動齒圈和圓盤轉(zhuǎn)動，圓盤上的儲層模擬系統(tǒng)也隨著轉(zhuǎn)動，并且可正反向來回轉(zhuǎn)動。通過調(diào)節(jié)計(jì)算機(jī)中的定時器來實(shí)現(xiàn)儲層模擬系統(tǒng)隨X光機(jī)進(jìn)行360°折返旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行樣品的CT掃描，掃描后的數(shù)據(jù)通過平板探測器輸送到控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)對實(shí)驗(yàn)掃描結(jié)果進(jìn)行采集、存儲。

綜上所述，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)緊湊，通過三維方向的調(diào)節(jié)以及360°的旋轉(zhuǎn)，使掃描的范圍更加寬泛和精準(zhǔn)，通過對掃描CT切片進(jìn)行圖像處理和三維可視化，可以連續(xù)的觀察真實(shí)地層狀態(tài)下注氮驅(qū)替過程，分析樣品孔裂隙演化特征，解讀注氣參數(shù)與采收率的關(guān)系。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型的一種CT實(shí)時掃描系統(tǒng)，包括水平設(shè)置的底板1和位于底板1上方的試驗(yàn)平臺2，底板1底部設(shè)有支腿3，底板1上表面左側(cè)和右側(cè)分別設(shè)有左升降機(jī)構(gòu)和右升降機(jī)構(gòu)，底板1上表面設(shè)有前后水平移動機(jī)構(gòu)，前后水平移動機(jī)構(gòu)頂部設(shè)有左右水平移動機(jī)構(gòu)，試驗(yàn)平臺2固定設(shè)置在左右水平移動機(jī)構(gòu)上，試驗(yàn)平臺2上設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)。

左升降機(jī)構(gòu)和右升降機(jī)構(gòu)的構(gòu)造相同且左右對稱設(shè)置；左升降機(jī)構(gòu)和右升降機(jī)構(gòu)均包括空心固定管4和升降桿5，空心固定管4下端垂直并固定設(shè)在底板1上表面，空心固定管4下部與底板1上表面之間設(shè)有加強(qiáng)筋板6，加強(qiáng)筋板6起到確?？招墓潭ü?良好的保持垂直狀態(tài)，升降桿5的外徑等于空心固定管4的內(nèi)徑，升降桿5下部插設(shè)在空心固定管4內(nèi)上部，空心固定管4上沿徑向方向開設(shè)有外插孔7，外插孔7沿空心固定管4的長度方向均勻開設(shè)有至少三個，升降桿5上沿徑向方向開設(shè)有內(nèi)插孔，內(nèi)插孔與外插孔7對應(yīng)并通過一根插銷8插接配合。

左升降機(jī)構(gòu)的升降桿5上端設(shè)置有可調(diào)節(jié)傾角的X光機(jī)9，右升降機(jī)構(gòu)的升降桿5上端左側(cè)設(shè)置平板探測器10。

前后水平移動機(jī)構(gòu)包括設(shè)在底板1上表面的下平板11，下平板11與底板1之間沿前后水平方向設(shè)置有燕尾槽式滑軌結(jié)構(gòu)，底板1前側(cè)設(shè)置有第一步進(jìn)電機(jī)12，第一步進(jìn)電機(jī)12通過螺母絲桿結(jié)構(gòu)與下平板11傳動連接。

左右水平移動機(jī)構(gòu)包括移動框架13、固定鏈條14、行走齒輪15和第二步進(jìn)電機(jī)16，固定鏈條14沿左右水平方向設(shè)置在下平板11的上表面，第二步進(jìn)電機(jī)16設(shè)置移動框架13底部，行走齒輪15同軸向設(shè)在第二步進(jìn)電機(jī)16的主軸上，移動框架13底部設(shè)有沿下平板11上表面左右滾動的支撐滾輪17，行走齒輪15與固定鏈條14嚙合。

試驗(yàn)平臺2固定設(shè)在移動框架13上，試驗(yàn)平臺2上開設(shè)有上下通透的下安裝孔18；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括固定架19、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)20、驅(qū)動齒輪21和圓盤22，固定架19設(shè)置在試驗(yàn)平臺2右側(cè)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)20固定設(shè)在固定架19上，圓盤22位于試驗(yàn)平臺2上方，試驗(yàn)平臺2上表面開設(shè)有與下環(huán)形槽，圓盤22上表面開設(shè)有與下環(huán)形槽上下對應(yīng)的上環(huán)形槽，圓盤22上開設(shè)有上下通透的上安裝孔23，上安裝孔23、上環(huán)形槽、下環(huán)形槽和下安裝孔18具有同一條中心線，上環(huán)形槽和下環(huán)形槽之間設(shè)有支撐滾珠24，圓盤22外圓周表面設(shè)有齒圈25，驅(qū)動齒輪21同軸向固定設(shè)在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)20的主軸上并與齒圈25嚙合。

在圓盤22上放置并固定儲層模擬系統(tǒng)，儲層模擬系統(tǒng)模擬原地層溫度條件下煤巖中氣體滲流以及吸附特性。本實(shí)用新型中的X光機(jī)9、平板探測器10、第一步進(jìn)電機(jī)12、第二步進(jìn)電機(jī)16和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)20分別通過數(shù)據(jù)控制線連接到控制計(jì)算機(jī)上。第一步進(jìn)電機(jī)12控制下平板11沿前后方向移動，第二步進(jìn)電機(jī)16驅(qū)動行走齒輪15沿固定鏈條14左右移動，從而使支撐滾輪17沿下平板11表面左右移動，移動框架13和試驗(yàn)平臺2也隨之沿下平板11左右移動。

沿前后和左右方向?qū)幽M系統(tǒng)移動到位后，若X光機(jī)9和平板探測器10在高度方向上還不合適，就將插銷8抽出，向上向下移動升降桿5，再把插銷8插到合適的第一插孔和第二插孔內(nèi)，調(diào)整好X光機(jī)9和平板探測器10的高度。通過三維調(diào)節(jié)X光機(jī)9、儲層模擬系統(tǒng)和平板探測器10的相對位置。再通過X光機(jī)9上的細(xì)調(diào)旋鈕來精確調(diào)整對儲層模擬系統(tǒng)內(nèi)樣品的掃描范圍。

然后啟動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)20，通過驅(qū)動齒輪21帶動齒圈25和圓盤22轉(zhuǎn)動，圓盤22上的儲層模擬系統(tǒng)也隨著轉(zhuǎn)動，并且可正反向來回轉(zhuǎn)動。通過調(diào)節(jié)計(jì)算機(jī)中的定時器來實(shí)現(xiàn)儲層模擬系統(tǒng)隨X光機(jī)9進(jìn)行360°折返旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行樣品的CT掃描，掃描后的數(shù)據(jù)通過平板探測器10輸送到控制計(jì)算機(jī)，控制計(jì)算機(jī)對實(shí)驗(yàn)掃描結(jié)果進(jìn)行采集、存儲。

本實(shí)施例并非對本實(shí)用新型的形狀、材料、結(jié)構(gòu)等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。