專利名稱：固屑/液體熱真空定量脫氣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于脫氣領(lǐng)域，是適用于各種固屑(如巖屑、沙土、顆粒狀物、粉末等)和各種液體(包括粘稠液體)進(jìn)行熱真空定量脫氣并收集計量脫出氣體的固屑/液體熱真空定量脫氣器，獲得沒有人為因素和空氣影響的不失真的被脫氣的固屑/液體在一定溫度條件下脫出的純氣體，供氣相色譜分析之用。本實(shí)用新型特別適用于石油天然氣勘探地質(zhì)錄井對巖屑、巖屑鉆井液混合樣或鉆井液進(jìn)行熱真空定量脫氣，便于準(zhǔn)確識別油氣顯示和評價油氣層。
背景技術(shù)：
天津市興國科研開發(fā)有限公司徐光國實(shí)用新型專利“真空蒸餾定量脫氣器”(專利號ZL00243234.X；證號440169)提出一種對石油天然氣地質(zhì)勘探氣測錄井中鉆井液全脫氣的半自動真空蒸餾定量脫氣器，該技術(shù)雖適用于液體，但絕無可能對鉆井巖屑進(jìn)行脫氣，以供地化錄井之用。
有些國外的綜合錄井儀配有鉆井巖屑脫氣器(Cuting Gas)，但該脫氣器只是在常溫下高速攪拌固屑，且在常壓下工作，難以使巖屑中吸附的氣體，尤其是較高沸點(diǎn)的烴類(如C6、C7及更高碳數(shù)的組份)脫出。國內(nèi)各油田雖有夠入此類儀器的，但至目前無一家使用該脫氣器。

發(fā)明內(nèi)容
本設(shè)計的固屑/液體熱真空定量脫氣器的目的是研制一種真空及加熱狀態(tài)下對鉆井固屑(巖屑)進(jìn)行全氣量脫氣，獲得不失真的純樣品氣供氣相色譜分析，為地化錄井及氣測錄井提供全新的技術(shù)資料。也可用于其他固屑進(jìn)行熱真空全脫氣。該儀器同時具有ZL00243234.X號專利《真空蒸餾定量脫氣器》的性能，也可對各種液體進(jìn)行熱真空全氣量脫氣。
本實(shí)用新型的具體內(nèi)容是一種固屑/液體熱真空定量脫氣器，由脫氣室及其升降支架部分、抽真空部分、加熱攪拌部分、供鹽水部分、集氣計量部分、清掃/動力氣部分，以及自動控制及手動控制部分組成；儀器前面板上裝有加熱溫度控制器、攪拌定時器、各種控制開關(guān)及真空表；其特征在于脫氣室及其升降支架部分有金屬制成的脫氣室體(1)，脫氣室體置于托架(2)上的氣缸(4)的活塞上，氣缸(4)連接二位五通電磁閥(3)，二位五通電磁閥(3)連接第九三通(34)；脫氣室體上部有可開合的法蘭蓋(5)，脫氣室體和法蘭蓋密封聯(lián)接；抽真空部分有真空泵(24)依次連接干燥管(23)、緩沖瓶(22)、第一三通(20)，第一三通連接二位三通式電磁閥(21)及第一電磁氣動閥(19)，第一電磁氣動閥(19)再依次連接第二三通(18)、第三三通(17)，第三三通連接真空表(16)和二位二通電磁閥(15)，二位二通電磁閥(15)再連接第四三通(14)，第四三通(14)連接集氣計量部分的計量管(13)的頂部；計量管(13)的底部連接集氣室(12)，第二三通(18)還連接第五三通(26)，第五三通(26)連接預(yù)留體積室(25)；清掃/動力氣部分有氣體入口(30)連接第六三通(31)，第六三通連接第七三通(32)，第七三通連接第八三通(33)和第九三通(34)，第九三通連接第十三通(35)，第十三通連接第十一三通(36)；第十一三通連接第二電磁氣動閥(27)，第二電磁氣動閥(27)連接預(yù)留體積室(25)；第十三通(35)連接減壓閥(29)；減壓閥(29)連接清掃氣閥(28)，清掃氣閥連接第五三通(26)；由金屬制成的法蘭蓋(5)上部接口連接液體第五電磁氣動進(jìn)樣閥(6)，該第五電磁氣動進(jìn)樣閥(6)入口與樣品瓶(7)相連接，第五電磁氣動進(jìn)樣閥(6)還連接第八三通(33)；法蘭蓋(5)上部另一接口連接第四電磁氣動閥(8)、第四電磁氣動閥(8)連接第十二三通(11)，第四電磁氣動閥(8)還連接第八三通(33)；第十二三通(11)與集氣室(12)相連接，第十二三通(11)又與控制進(jìn)鹽水的第三電磁氣動閥(10)連接，控制進(jìn)鹽水的第三電磁氣動閥(10)連接鹽水瓶(9)，控制進(jìn)鹽水的第三電磁氣動閥(10)連接第六三通(31)。法蘭蓋(5)的第三個接口經(jīng)電磁氣動閥(27)與預(yù)留體積室(25)相聯(lián)接。
法蘭蓋(5)的套管中裝有電熱管(39)及溫度傳感器(40)，頂部有密封水封(38)，法蘭蓋上部有攪拌電機(jī)(41)，攪拌電機(jī)下連攪拌扇葉(42)。發(fā)明的效果(1)實(shí)用新型提供了可用于各種固屑或各種液體或固屑與液體混合物進(jìn)行熱真空定量脫氣的脫氣器。按預(yù)定的脫氣條件和脫氣程序自動脫氣，獲得在一定溫度條件下產(chǎn)生的沒有人為操作因素和空氣影響的不失真的純樣品，供氣相色譜分析。
(2)提供了可用于石油天然氣地質(zhì)勘探現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的固屑/液體熱真空定量脫氣器，可對定量鉆井固屑(小于300克)和定量液體(250毫升)進(jìn)行熱真空脫氣，脫氣效率和工作效率高，沒有人為因素和空氣影響，為地化錄井和氣測錄井提供更準(zhǔn)確、更有代表性、更豐富、更及時的地質(zhì)錄井資料。
(3)由于克服了經(jīng)典的靠手動操作的VMS的各種缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了按預(yù)定的脫氣條件和脫氣程序自動脫氣，完全排除了人為因素和空氣的影響，獲得反映液體真實(shí)含氣情況的純樣品氣，因而獲得的分析資料真實(shí)可靠，具有可比性。
(4)使地面含氣量(SPI)參數(shù)具有可比性，可實(shí)現(xiàn)層間、井間油氣層資料對比。
(5)脫氣效率和工作效率大大提高。


圖1是固屑/液體熱真空定量脫氣器流程圖圖2是脫氣室及支架結(jié)構(gòu)示意圖圖3是法蘭蓋結(jié)構(gòu)示意圖圖4是自動控制與手動控制部分電原理圖圖5是自動控制與手動控制部分電路圖圖6是一種實(shí)施例的儀器外形圖具體實(shí)施例一種固屑/液體熱真空定量脫氣器由脫氣室及其升降支架部分、抽真空部分、加熱攪拌部分、供鹽水部分、集氣計量部分、清掃/動力氣部分以及自動控制及手動控制部分組成。脫氣室體1及其支架均由金屬制成，而且可以用置于托架2上的氣缸4升降，升起后，可以與法蘭蓋5上的密封接口相聯(lián)接，此法蘭蓋5與經(jīng)二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥6(進(jìn)漿閥)與液體樣品瓶7相聯(lián)接；通過同樣的氣動式二位二通閥8經(jīng)三通11與集氣室12相聯(lián)接；另外，經(jīng)由二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥27與預(yù)留體積室25相聯(lián)接，法蘭蓋5上裝有水封38、電熱管套中的電熱管39、熱敏電阻套管中的溫度傳感器40以及攪拌電機(jī)41、攪拌扇葉42(見圖2與圖3)。
抽真空部分由真空泵24經(jīng)緩沖瓶22、干燥管23與三通20相聯(lián)接，經(jīng)三通20，聯(lián)接供真空泵放空用的二位三通電磁閥21，三通20又與二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥19(抽真空閥)相聯(lián)接，此閥19經(jīng)三通18與三通17相聯(lián)接，三通17聯(lián)接真空表16及二位二通電磁閥15，此閥15又與三通14聯(lián)接，該三通14又分別聯(lián)接抽樣口37及計量管頂部接口；三通18的第三端經(jīng)三通26與預(yù)留體積室25相聯(lián)接。以上流路構(gòu)成抽真空部分。
集氣、計量部分則由集氣室12與計量管13組成。集氣室12底部與三通11相聯(lián)接；頂部與計量管13底部聯(lián)接，此計量管頂部聯(lián)接三通14。集氣、計量時，打開二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥10，鹽水吸入具有一定真空度的集氣室12及計量管13，至壓力平衡時，可由計量管處讀出脫出的樣品氣體積。
加熱攪拌部分由安裝在法蘭蓋5上的電熱套管中的電熱管39、套管中的溫度傳感器40、以及安裝于水封38上的攪拌電機(jī)41及攪拌扇葉42組成。
由可編程控制器(以下簡稱PLC)43及溫控器44、以及DC24V電源45、攪拌定時器46、繼電器47、48、49、開關(guān)50、51等控制(見圖4)。
供鹽水部分由鹽水瓶9經(jīng)二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥10至三通11，而后進(jìn)入集氣室12，以供收集樣品氣之用。
清掃/動力氣部分由其入口30至三通31，此三通31接至控制進(jìn)鹽水的氣動式二位二通閥10的二位五通電磁閥，另外接至三通32及三通33，三通33分別聯(lián)接二個二位五通電磁閥，其中之一控制聯(lián)接脫氣室1的氣動式二位二通閥8；另一則控制液體(泥漿)進(jìn)樣用的氣動式二位二通閥6。動力氣又經(jīng)三通32至三通34，此三通34一端與控制脫氣室升降的氣缸4的二位五通電磁閥3相聯(lián)接，另一端則連接至三通35，此三通35又聯(lián)接到三通36，三通36分別聯(lián)接控制抽真空用的電動式二位二通閥19的二位五通電磁閥和控制預(yù)留體積室用的氣動式二位二通閥27的二位五通電磁閥。上述各項聯(lián)接均是用作氣動式二位二通閥的動力氣。三通35又與減壓閥29相聯(lián)接，此減壓閥29的出口聯(lián)接清掃氣閥28，該清掃氣閥28的出口聯(lián)接到三通26上，經(jīng)三通26而至預(yù)留體積室25。當(dāng)每個樣品脫氣結(jié)束后，取下脫氣室1，清掃氣可排出預(yù)留體積室25中的廢水。
自動控制部分由PLC43、溫度控制器44、DC24V開關(guān)電源45、攪拌定時器46、繼電器47、48、49以及“自動/手動”開關(guān)50、“固屑/液體”開關(guān)51組成(詳見圖4)。
手動操作1、固屑脫氣1.1將儀器前面板上“自動/手動”開關(guān)置于“手動”位置；將“固屑/液體”開關(guān)置于“固屑”位置。
1.2稱取200-300克固屑置于脫氣室1中，向該脫氣室中加入清水至接近頂口。打開儀器總電源開關(guān)K1，而后打開“罐體升降”開關(guān)，氣缸4頂出使脫氣室升起與法蘭蓋5的密封接口相聯(lián)接，此時脫氣室1中多余的清水會溢出到預(yù)先置于儀器下方的盤中，該脫氣室中已無空氣。
1.3啟動真空泵24打開二位三通電磁閥21(放空閥)、二位二通電磁閥15(隔離閥)及氣動式二位二通閥19(抽真空閥)，將集氣室12與計量管13以及預(yù)留體積室25抽真空約至真空度接近-0.1Mpa，打開氣動式二位二通閥10(進(jìn)水閥)，使集氣室中吸入少量鹽水，以排除鹽水管中的空氣，再關(guān)閉進(jìn)水閥，繼續(xù)抽真空至真空度達(dá)-0.1Mpa，而后關(guān)閉上述抽真空電磁閥及真空泵。
1.4打開氣動式二位二通閥27，脫氣室1中的部分清水吸入預(yù)留體積室25，在脫氣室1中形成真空狀態(tài)的脫氣空間，而后關(guān)閉此氣動式二位二通閥27。
1.5在溫度控制器44上設(shè)定脫氣溫度；在攪拌定時器46上設(shè)定攪拌時間，打開脫氣開關(guān)，開始對脫氣室1中的固屑樣品加熱攪拌脫氣。約50秒后，打開氣動式二位二通閥10(進(jìn)水閥)，向集氣室12中吸入部分鹽水，此部分鹽水將吸收脫氣過程中產(chǎn)生的水蒸氣。約1分鐘后，打開二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥8，脫出的樣品氣開始進(jìn)入集氣室12及計量管13。
1.6達(dá)到攪拌時間后，攪拌定時器46自動控制攪拌電機(jī)41停止工作，此時關(guān)閉脫氣開關(guān)，關(guān)閉二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥8。
1.7打開氣動式二位二通閥10(進(jìn)水閥)，鹽水吸入集氣室12及計量管13，至壓力平衡時，由計量管13處讀出所獲樣品氣的體積。
1.8由抽樣口37處抽取樣品氣進(jìn)行氣相色譜分析。
1.9關(guān)閉“罐體升降”開關(guān)，控制氣缸4升降的二位五通電磁閥3的動力氣換向，氣缸4降下，取下脫氣室1洗凈備用。
1.10打開二位二通電磁閥28與15；打開二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥10與27，清掃氣推動預(yù)留體積室25中的廢水排出至儀器下方的盤子中，并將鹽水回收至鹽水瓶9，而后關(guān)閉上述各電磁閥以及儀器總電源開關(guān)K1，一個樣品的脫氣過程便已結(jié)束。
2、液體脫氣2.1將儀器前面板上“自動/手動”開關(guān)置于手動位置；將“固屑/液體”開關(guān)置于“液體”位置上。
2.2將裝滿液體的樣品瓶7安裝于儀器外罩右側(cè)的支架上。
2.3打開“罐體升降”開關(guān)，氣缸4升起，使脫氣室1起與法蘭蓋5的密封接口相聯(lián)接并密封好。
2.4打開儀器總電源開關(guān)，氣動真空泵24，打開二位三通電磁閥21、二位二通電磁閥15以及二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥8與19，抽真空至真空度接近-0.1Mpa。
2.5打開二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥6，使少量液體樣品自樣品瓶7吸入脫氣室1中；打開二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥10使集氣室12中吸入少量鹽水，以排除有關(guān)管線中的空氣。而后關(guān)閉此二電磁閥，繼續(xù)將系統(tǒng)(包括脫氣室1)抽真空至真空度達(dá)-0.1Mpa，而后關(guān)閉真空泵24和抽真空控制閥閥21、閥19、閥15、閥8。
2.6打開二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥6，液體樣品自樣品瓶7吸入脫氣室1，至吸入量達(dá)250ml時，關(guān)閉上述氣動式二位二通閥6。
2.7以下按固屑脫氣部分1.5～1.9條操作。
2.8打開二位二通電磁閥28、15及二位五通電磁閥控制的氣動式二位二通閥10，清掃氣推動集氣室12、計量管13中的鹽水返回至鹽水瓶19，關(guān)閉總電源開關(guān)K1，一個液體的脫氣操作便已結(jié)束。
自動操作本實(shí)用新型在進(jìn)行自動模式工作時，首先將儀器前面板上的“自動/手動”開關(guān)置于自動位置上，如進(jìn)行固屑脫氣，則將“固屑/液體”開關(guān)置于固屑位置；如進(jìn)行液體脫氣則將此開關(guān)置于液體位置，在按上述1.2條準(zhǔn)備好固屑樣品或按2.2條準(zhǔn)備好液體樣品后，打開儀器總電源開關(guān)K1，儀器便可在PLC43的控制下自動按預(yù)先設(shè)定好的脫氣條件和程序進(jìn)行脫氣，至集氣計量后，便可抽取樣品氣進(jìn)行氣相色譜分析。抽樣后，以手動操作方式取下脫氣室1，將“自動/手動”開關(guān)置于手動位置，PLC43便可自動控制排出廢水，并回收鹽水，而后關(guān)閉總電源開關(guān)K1，結(jié)束一個樣品的脫氣操作。
權(quán)利要求1.一種固屑/液體熱真空定量脫氣器，由脫氣室及其升降支架部分、抽真空部分、加熱攪拌部分、供鹽水部分、集氣計量部分、清掃/動力氣部分，以及自動控制及手動控制部分組成；儀器前面板上裝有加熱溫度控制器、攪拌定時器、各種控制開關(guān)及真空表；其特征在于脫氣室及其升降支架部分有金屬制成的脫氣室體(1)，脫氣室體置于托架(2)上的氣缸(4)的活塞上，氣缸(4)連接二位五通電磁閥(3)，二位五通電磁閥(3)連接第九三通(34)；脫氣室體上部有可開合的法蘭蓋(5)，脫氣室體和法蘭蓋密封聯(lián)接；抽真空部分有真空泵(24)依次連接干燥管(23)、緩沖瓶(22)、第一三通(20)，第一三通連接二位三通式電磁閥(21)及第一電磁氣動閥(19)，第一電磁氣動閥(19)再依次連接第二三通(18)、第三三通(17)，第三三通連接真空表(16)和二位二通電磁閥(15)，二位二通電磁閥(15)再連接第四三通(14)，第四三通(14)連接集氣計量部分的計量管(13)的頂部；計量管(13)的底部連接集氣室(12)，第二三通(18)還連接第五三通(26)，第五三通(26)連接預(yù)留體積室(25)；清掃/動力氣部分有氣體入口(30)連接第六三通(31)，第六三通連接第七三通(32)，第七三通連接第八三通(33)和第九三通(34)，第九三通連接第十三通(35)，第十三通連接第十一三通(36)；第十一三通連接第二電磁氣動閥(27)，第二電磁氣動閥(27)連接預(yù)留體積室(25)；第十三通(35)連接減壓閥(29)；減壓閥(29)連接清掃氣閥(28)，清掃氣閥連接第五三通(26)；由金屬制成的法蘭蓋(5)上部接口連接液體第五電磁氣動進(jìn)樣閥(6)，該第五電磁氣動進(jìn)樣閥(6)入口與樣品瓶(7)相連接，第五電磁氣動進(jìn)樣閥(6)還連接第八三通(33)；法蘭蓋(5)上部另一接口連接第四電磁氣動閥(8)、第四電磁氣動閥(8)連接第十二三通(11)，第四電磁氣動閥(8)還連接第八三通(33)；第十二三通(11)與集氣室(12)相連接，第十二三通(11)又與控制進(jìn)鹽水的第三電磁氣動閥(10)連接，控制進(jìn)鹽水的第三電磁氣動閥(10)連接鹽水瓶(9)，控制進(jìn)鹽水的第三電磁氣動閥(10)連接第六三通(31)，法蘭蓋(5)的第三個接口經(jīng)電磁氣動閥(27)與預(yù)留體積室(25)相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固屑/液體熱真空定量脫氣器，其特征在于法蘭蓋(5)的套管中裝有電熱管(39)及溫度傳感器(40)，頂部有密封水封(38)，法蘭蓋上部有攪拌電機(jī)(41)，攪拌電機(jī)下連攪拌扇葉(42)。
專利摘要一種用于各種固屑或各種液體或固屑與液體混合物，特別是用于石油天然氣地質(zhì)勘探氣測錄井及地化錄井的巖屑/鉆井液熱真空定量脫氣器由脫氣室及脫氣罐部分、抽真空部分、加熱攪拌部分、供鹽水部分、集氣計量部分、清掃/動力氣部分、自動控制及手動控制部分組成，脫氣室用氣動升降，可編程控制器控制自動脫氣操作，溫控器控制脫氣溫度，定時器控制脫氣攪拌時間，優(yōu)點(diǎn)是可對定量固屑或定量液體進(jìn)行熱真空脫氣，脫氣效率高，脫出的樣品氣不失真，可比性好，工作效率高，操作簡便可靠。
文檔編號G01N1/22GK2690881SQ20042002873
公開日2005年4月6日 申請日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月9日
發(fā)明者徐光國 申請人:徐光國