深海热液矿床保真样品现场检测系统研制

发布时间：2020-09-12 20:18

　　目前,深海矿产资源已成为世界发达国家的研究重点之一,而对热液矿产资源的探测显得尤为重要。通过分析保真样品逸出标志性气体能够为快速高效地找矿提供可靠线索,对深海资源勘探具有重要意义。本论文在分析和总结国外同类系统的研究工作和现状的基础上,结合国家863课题的具体要求,提出了建立保真样品分析系统的三种方案,通过分析比较确定了一种分级递阶降压式深海保真样品分析系统的结构,并建立系统试验装备。论文主要包括绪论、系统建模与仿真研究、关键技术研究、系统硬件设计和试验研究。绪论阐述了深海资源研究开发的重要意义,着重介绍了深海热液矿产资源。分析了国内外在探测热液矿床资源和分析热液矿床成分方面取得的进展及研究现状。在介绍课题来源的基础上,提出了本课题的研究目标和主要研究内容。系统建模与仿真研究部分从理论上验证了本系统设计所采用方案的可行性和合理性,对气体缓慢降压系统进行仿真,根据仿真结果分析影响气体降压速率的结构参数,通过参数优化得到较好的性能指标。指出了保真样品中逸出气体实现无压力突变缓慢降压的意义。关键技术研究部分阐述了本系统所涉及的主要关键技术,包括无压力突变的缓慢降压技术、密封技术、防污染技术、接口技术、气体收集技术以及系统耐腐蚀技术等。系统硬件设计部分说明了系统的整体构架、系统工作过程及系统的整体设计指标。建立了系统的试验台架、分级递阶降压装置、真空系统、气体收集装置及气体分析装置等。系统试验研究主要包括实验室试验和海洋试验。通过海试验证了所建立的分级递阶式深海保真样品分析系统的有效性,并获得了非常有科学研究价值的深海保真样品的逸出气体数据,完全达到了国家863合同验收指标。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2005
【中图分类】：P716
【部分图文】：

资源,热液,热液硫化物,黑烟囱

着材料科学、地球科学、材料工程、冶金、物这些技术卧前己经达到一定高度，但是由于缺几经起伏。因此，热液技术能否得到进一步发域相关设备的迅速提高(包括设备的设计和制还有赖于致力于研究热液化学过程的物化科学域的建模和智能工程的应用都极大提高了我们和热液矿化作用的研究己成为国际地球科学最因主要有:(l)科学家们普遍认为，热液多金属底资源。(2)海底高温获得热液喷口处的矿化解地球化学物质平衡、循环和热收支等的天然的研究有助于理解地质记录中各类金属矿床的形口处发现的与喷口周围小生境有关的深海活内部热能有关的化学合成的细菌作用过程可以这对早期生命体演化的认识有着重大意义。l’”l

系统图,气液分离,采样器,气体收集

对保真采样器中采集到的样品的分析检测，国外较多地使用了船上测试系统。AdVenture，9科学探险考察活动中美国科学家采用了气液分离系统，如图1一3和图1一4所示，在科考船上的实验室里利用该系统实现了从保真采样器中将气液两相分离，并把气体收集起来留待日后分析。图1一3Adventure’9科考船上气液分离系统图l一4AdventU:e’9科考船上气液分离系统操作

截止阀,压力表,管接头

样品的清洁度等。本系统的高压密封性的主要考虑连接件如压力表、截止阀及接头处，压力表、截止阀的高压密封性主要从元件选型选购时加以考虑。选购的管接头、截止阀和压力表分别如图3一l、图3一2和图3一3所示。在装配时，为了更好的保证截止阀、压力表与管路连接时的密封性，在截止阀和压力表的螺纹连接处缠上生料带，在将压力表和截止阀与管路连接时按照规定的扭转力矩进行装配。由于所设计管路系统与保真采样器出口处尺寸不一致，故需要转接头连接，转接头采用锥面卡套式密封方式，连接装配时，首先使管路上与转接头连接的一段具有一定小的粗糙度和圆度，然后将两段管路通过管接头可靠连接。图3一1.管接头通过后面的试验，图3一2.截止阀图3一3.压力表可以验证所选择元件设备是否满足密封性要求。

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