提出問題
Seren項目由卡迪夫大學環(huán)境巖土研究中心（GRC）和英國地質(zhì)調(diào)查局 (BGS)合作領(lǐng)導，它是歐洲區(qū)域發(fā)展基金(ERDF)資助的一個研究項目，旨在地球能源主題內(nèi)開發(fā)可以商業(yè)應用的創(chuàng)新工程技術(shù)，包括地源熱、煤炭地下氣化、煤炭和土壤中的碳封存、地理信息學：低碳工具和高級計算模型。
Seren多功能氣體實驗室擁有先進、專業(yè)的試驗設(shè)施，其設(shè)計與建設(shè)的目標是支持地球資源應用中與工程方面有關(guān)的商業(yè)和研究需求。該實驗室是環(huán)境巖土研究中心Seren項目的一部分。產(chǎn)業(yè) 合作是該項目的基石，將確保研究的商業(yè)價值最大化。
實驗室的主要目標是研究氣體注入或抽離過程中，不同類型的巖石會有何不同的反應特性。實驗室可以提供氣體儲存、產(chǎn)率、產(chǎn)量及其可能發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化相關(guān)的資料，這些資料的價值在于可以確定現(xiàn)場大規(guī)模生產(chǎn)的運行極限，進而應用于新的地球能源開發(fā)，如二氧化碳封存、非常規(guī)油氣資源開發(fā)。相關(guān)試驗數(shù)據(jù)也將編制為具體廠址下的可行性研究報告。據(jù)悉，應用這些新成果的公司將擁有巨大的商業(yè)優(yōu)勢。
為了更好地了解不同巖石類型與氣體的反應特性，GRC需要定制一些設(shè)備。根據(jù)我們提出的設(shè)計方案，我們咨詢了GDS儀器公司，并提出這種想法及研發(fā)相關(guān)設(shè)備的需求。經(jīng)過多次協(xié)商和討論后，我們對其中一個解決方案達成一致，以滿足我們的測試要求。
圖1 Seren多功能氣體實驗室
解決方案
該定制儀器主要用于研究巖石在一定壓力和溫度范圍內(nèi)的氣體運移和反應特性。
該儀器由以下兩個單元組成:
1） 吸附/解吸測量單元。該壓力室包含一對腔體，其中一個腔體儲存試樣，另一個腔體存放已知體積的氣體。兩個腔體是相同的，然后在等溫條件下測量吸附過程中試樣腔體內(nèi)的壓力衰減。
2）氣體運移和滲透率測量單元。在GDS高壓溫控三軸系統(tǒng)（HPETAS）的基礎(chǔ)上,增加一個質(zhì)量流量傳感器用于精確測量氣體的滲透率，同時也為氣體成分分析提供了樣品提取選項。
圖2 GDS公司和卡迪夫大學設(shè)計的CO2吸附壓力室
與常規(guī)吸附/解吸和滲透率測量相比，該實驗室可以更精確的再現(xiàn)深部地質(zhì)環(huán)境條件。
試驗結(jié)果
結(jié)合大量的數(shù)值模擬方案，這些實驗設(shè)施目前正用于研究威爾士煤層中碳封存過程。
該研究將使Seren團隊能夠為威爾士工業(yè)提供先進、專業(yè)的產(chǎn)品和成果，并促進了新興地球能源領(lǐng)域 “專家中心”的創(chuàng)建。
結(jié)論與致謝
“Seren多功能氣體實驗室由 GRC支持建設(shè)，研究了原位條件下高壓氣體與煤之間的氣體輸運和反應特性。主要實驗設(shè)備吸附壓力室和三軸壓力室由GDS公司制造。在我們的研究中，壓力、溫度和流量等試驗參數(shù)的準確獲取至關(guān)重要。GDS生產(chǎn)的高精度設(shè)備不僅滿足了我們的試驗需求，而且使我們獲取了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。與這些友好且博學的員工一起工作是很好的經(jīng)歷，我本人對GDS的高質(zhì)量服務(wù)和專業(yè)支持大力推薦。”
———Mojgan Hadi Mosleh 環(huán)境巖土研究中心
關(guān)于“英國卡迪夫大學環(huán)境巖土研究中心”
英國卡迪夫大學環(huán)境巖土研究中心（GRC）依托于卡迪夫工程學院。 該學院是歐洲知名的教育中心，擁有現(xiàn)代化的實驗室和先進的計算機設(shè)施。GRC的使命是承擔研發(fā)，提供領(lǐng)導和教育，參與環(huán)境巖土領(lǐng)域前沿的行業(yè)。GRC涉及的工作范圍很廣泛，從地方、國家和國際層面的基礎(chǔ)研究和探索性研究，到通過知識產(chǎn)權(quán)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓產(chǎn)生商業(yè)應用的諸多行業(yè) 。該研究中心還提供博士、研究型碩士及理學碩士相關(guān)的專業(yè)課程教育。
