超高溫高壓接觸角儀

產(chǎn)品介紹

TX500HP高溫高壓旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀專為工況界面分析設(shè)計(jì)，支持最高100MPa壓力及-10℃至200℃溫控范圍，適用于油氣田開發(fā)、三次采油等領(lǐng)域的液-液/氣界面張力研究。通過旋轉(zhuǎn)滴技術(shù)，可有效分析壓力溫度變化對界面化學(xué)特性的影響，特別適用于模擬井下高溫高壓環(huán)境中原油與驅(qū)替液的界面行為，可測界面張力達(dá)10??mN/m級。

該技術(shù)通過離心力場平衡體系界面張力，相較于常規(guī)方法更適用于低至超低界面張力（10?3mN/m級）的精確測量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，不同壓力溫度條件下界面張力呈現(xiàn)顯著變化特征，可為表面活性劑體系在環(huán)境的作用機(jī)理研究提供有效數(shù)據(jù)支持，對油氣開發(fā)工藝優(yōu)化具有重要參考價(jià)值。

超高溫高壓旋轉(zhuǎn)滴界面張力儀 典型應(yīng)用領(lǐng)域

1. 工況界面化學(xué)研究

• 油氣田勘探開發(fā)：模擬井下高溫高壓環(huán)境（最高70MPa/180℃），分析原油/驅(qū)油劑/CO?三元體系動(dòng)態(tài)界面行為，優(yōu)化三次采油中化學(xué)驅(qū)、CO?驅(qū)及注水工藝

• 非常規(guī)能源開發(fā)：頁巖氣開采中壓裂液-地層流體界面張力測試，評估表面活性劑在高溫高壓條件下的潤濕調(diào)控性能

• 化工過程優(yōu)化：液化天然氣（LNG）儲運(yùn)體系液-液-氣多相界面監(jiān)測，指導(dǎo)低溫高壓環(huán)境下的相態(tài)穩(wěn)定性控制

2. 先進(jìn)材料研發(fā)

• 表面活性劑性能驗(yàn)證：量化不同溫壓條件下（0.1-70MPa，-10-180℃）界面張力變化，篩選適用于深部油氣藏的耐高溫耐鹽驅(qū)油劑

• 高分子材料改性研究：測定聚合物溶液在高溫剪切環(huán)境中的界面流變特性，指導(dǎo)提高驅(qū)油體系粘彈性及穩(wěn)定性

3. 環(huán)境與能源技術(shù)

• 油田污水處理：動(dòng)態(tài)監(jiān)測含聚污水/原油體系界面張力，優(yōu)化破乳劑配方及處理工藝參數(shù)

• 碳封存技術(shù)開發(fā)：分析CO?-咸水-巖石多相體系在儲層條件下的界面相互作用，評估地質(zhì)封存效率

超高溫高壓接觸角儀架構(gòu)

核心模塊

• 溫壓耦合實(shí)驗(yàn)艙
  采用多層合金防護(hù)結(jié)構(gòu)，支持-200℃寬域溫度控制（精度±0.1℃）與0.1-100MPa壓力精準(zhǔn)調(diào)控

• 高速成像系統(tǒng)
  配置1000fps高速CMOS相機(jī)（分辨率1920×1200）與TFOVTM顯微鏡頭組合，可捕捉5000rpm轉(zhuǎn)速下微米級液滴形態(tài)演變過程

• 智能控制系統(tǒng)
  配備7英寸觸控屏，實(shí)現(xiàn)溫壓參數(shù)閉環(huán)控制、

• 粘附力測量及液滴跟蹤與鎖定技術(shù)
  采用消間隔蝸輪蝸桿技術(shù)以及0.001度控制精度的伺服系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)液滴自鎖。同時(shí)跟蹤傾斜角度，實(shí)現(xiàn)原油在表面活性劑體系下的粘附力測試。

• 人工智能CAST®4軟件：
  采用基于阿莎®（ADSA-RealDrop®）技術(shù)的Young-Laplace方程擬合法，從第一性原理計(jì)算界面張力值，精度優(yōu)于1940年代的Vonnegut經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法。

超高溫高壓接觸角儀技術(shù)特點(diǎn)

一、精密溫、壓耦合控制體系

1. 寬域環(huán)境模擬能力

• 實(shí)驗(yàn)艙采用特制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，配置動(dòng)態(tài)壓力補(bǔ)償系統(tǒng)（DPS），支持 -20℃~200℃ 寬溫域控制（±0.1℃精度）及 0.1~100MPa 壓力精準(zhǔn)調(diào)控，覆蓋深地油氣藏、超臨界流體等工況需求

• 提供 5/10/30/50/70MPa 多級壓力腔體選配，支持200℃高溫定制化方案，適配化工合成、地?zé)衢_發(fā)等特殊場景
  

• 雙溫控技術(shù)，加熱源與空氣同時(shí)控制，提升溫控精度至0.1℃

2. 工程安全設(shè)計(jì)

• 集成冗余泄壓閥與多級密封組件（PTFE/金屬復(fù)合密封）

• 模塊化快拆旋轉(zhuǎn)樣品管設(shè)計(jì)，支持在線清潔與快速更換，避免交叉污染

二、高分辨率動(dòng)態(tài)觀測系統(tǒng)

1. 高速成像技術(shù)

• 搭載 1920×1200分辨率CMOS相機(jī)（1000fps高速采集），結(jié)合 TFOV™廣域顯微鏡頭，可觀察全視野范圍也可高精密分析微米級局部輪廓，可捕獲5000rpm轉(zhuǎn)速下 1~500μm液滴形態(tài)動(dòng)態(tài)演變

• 配置 20倍連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)（0.4~8X），適配微升級樣品至工業(yè)級大體積體系觀測

2. 光路優(yōu)化設(shè)計(jì)

• 采用 90°低畸變激光棱鏡 與長工作距物鏡（WD≥150mm），減少高溫?zé)彷椛鋵Τ上窀蓴_

• 集成冷光源LED照明系統(tǒng)，支持明場/暗場模式切換，提升低對比度液滴邊緣識別精度

三、智能交互與過程控制

1. 人機(jī)協(xié)同操作平臺

• 7英寸工業(yè)級觸控屏內(nèi)置，具有人工智能PID程序，支持預(yù)設(shè) 溫度自適應(yīng)控制程序，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)參數(shù)一鍵啟動(dòng)

• 動(dòng)態(tài)顯示三維曲線圖（張力值 vs 時(shí)間/溫度/壓力），實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)進(jìn)程

2. 精密運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)

• 采用 0.001°精度伺服電機(jī) 與消間隙蝸輪蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)液滴位置微米級鎖定

• 集成粘附力測量模塊，可量化分析原油/表面活性劑體系的界面粘附功（范圍：10??~102 mN/m）

四、智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

1. 算法升級

• 基于 ADSA-RealDrop®技術(shù) 的Young-Laplace方程擬合算法，支持 動(dòng)態(tài)/靜態(tài)界面張力同步計(jì)算（精度：±0.1mN/m）

• 新增 非軸對稱液滴修正模型，解決高溫高壓環(huán)境下的形變干擾問題

• 基于第一性原理而非1940年代的經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)Vonnegut法，可適用更廣域的測值，如長寬比<4的液滴輪廓（高溫高壓條件下液滴輪廓）

2. 數(shù)據(jù)管理

• 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與圖像自動(dòng)關(guān)聯(lián)存儲，支持按 時(shí)間/溫度/壓力/樣品編號 多維度檢索

• 提供 EXCEL/CSV 多格式報(bào)告導(dǎo)出，兼容第三方分析軟件（MATLAB、Origin等）

• 操作日志全程記錄功能，分析數(shù)據(jù)與曲線實(shí)時(shí)更新到數(shù)據(jù)中，可100%溯源

3. 擴(kuò)展分析功能

• 可選配原油流變分析模塊，與旋轉(zhuǎn)流變儀數(shù)據(jù)對比分析

• 可選配 振蕩滴模塊（頻率≤10Hz），實(shí)現(xiàn)表面活性劑界面流變特性分析

五、多場景適配設(shè)計(jì)

1. 介質(zhì)兼容性

• 配置四通閥與高壓快接接口，支持 CO?/CH?/N? 等氣體注入，滿足氣-液-液多相體系研究

• 提供 316L不銹鋼/哈氏合金 材質(zhì)樣品管選項(xiàng)，適配強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)測試

2. 行業(yè)解決方案

• 油氣開發(fā)：量化三元復(fù)合驅(qū)/CO?驅(qū)過程中界面張力演變規(guī)律，優(yōu)化驅(qū)油劑配方

• 新能源：評估液態(tài)氫/超臨界CO?儲運(yùn)體系的相間作用機(jī)制

• 材料科學(xué)：研究高溫高壓環(huán)境下聚合物/納米流體的界面穩(wěn)定性

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