專利名稱：原油、地層水中稀有氣體的提取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
原油、地層水中稀有氣體的提取裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于在油氣勘探地質(zhì)領(lǐng)域的油氣地質(zhì)實(shí)驗(yàn)和油氣源對(duì)比研究中，一種用于制備稀有氣體的制樣裝置及方法，尤其涉及一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置及方法。
背景技術(shù)：
[0002]稀有氣體(又稱惰性氣體)因其獨(dú)特的化學(xué)惰性而成為地質(zhì)歷程的重要示蹤劑。在油氣勘探中，原油、地層水等液態(tài)地質(zhì)樣品中稀有氣體組分和同位素蘊(yùn)含著豐富的油氣地質(zhì)信息，通過(guò)將其與可能來(lái)源的烴源巖中稀有氣體相關(guān)信息進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于開(kāi)展油氣的成因判識(shí)、油氣源對(duì)比以及油氣成藏期等都具有重要的示蹤指示作用，有利于豐富和完善現(xiàn)有以碳、氫同位素、輕烴、生物標(biāo)志物等為主的氣源對(duì)比指標(biāo)體系。而原油、地層水中稀有氣體的提取、純化、富集的制備環(huán)節(jié)是開(kāi)展后續(xù)稀有氣體組分和同位素分析的前提和必要保證，是獲取準(zhǔn)確分析數(shù)據(jù)開(kāi)展油氣成因判識(shí)和油氣源對(duì)比的關(guān)鍵。[0003]由于原油、地層水等地質(zhì)樣品中稀有氣體豐度極低，且容易受到大氣中稀有氣體的污染，因此，進(jìn)行樣品中稀有氣體的提取環(huán)節(jié)對(duì)于開(kāi)展稀有氣體分析至關(guān)重要。但由于原油、地層水等液體樣品的特殊性，對(duì)樣品中稀有氣體進(jìn)行提取的前處理需要解決兩大技術(shù)難題:首先，對(duì)于天然氣通?？梢圆捎媚透邏旱匿撈窟M(jìn)行井場(chǎng)高壓取樣，為避免取樣過(guò)程中大氣的污染需對(duì)鋼瓶進(jìn)行提前預(yù)抽真空，取樣過(guò)程需要利用天然氣對(duì)鋼瓶反復(fù)沖洗4 6次，最后對(duì)連續(xù)氣流的中段取樣；而對(duì)于原油、地層水，由于相態(tài)的差異決定了取樣容器和取樣方式也有很大差異，因此，如何保證原油或地層水取樣過(guò)程不被大氣中稀有氣體污染是最重要、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一；其次，由于原油、地層水中稀有氣體的含量極低，采用何種方法才能提取、富集、純化原油、地層水樣品中的稀有氣體，并且保證樣品不受外界大氣污染是制約原油中稀有氣體制備的另一關(guān)鍵技術(shù)難題。上述技術(shù)問(wèn)題的存在對(duì)原油、地層水中稀有氣體的制備效果以及后續(xù)分析結(jié)果的可靠性及準(zhǔn)確性具有重要的影響。[0004]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，以解決原油、地層水取樣及其稀有氣體制備過(guò)程中避免大氣污染的問(wèn)題，能夠?qū)υ?、地層水中稀有氣體進(jìn)行高效的提取，滿足進(jìn)行高精度、高準(zhǔn)確性的稀有氣體組分和同位素分析要求。[0006]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，所述提取裝置包括一抽氣管路，所述抽氣管路一端通過(guò)并聯(lián)的第一回路和第二回路與一機(jī)械泵連接；所述抽氣管路另一端順序密封連接有相互串聯(lián)的取樣瓶和樣品瓶，所述取樣瓶和樣品瓶?jī)啥朔謩e各設(shè)有密封閥；樣品瓶中裝有原油或地層水樣品；所述第一回路中由抽氣管路至機(jī)械泵依次設(shè)有第一真空閥門、分子泵、波紋管密封閥門和電阻規(guī)；所述第二回路中設(shè)有第二真空閥門。[0007]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述提取裝置還包括一箱形機(jī)架，所述箱形機(jī)架由頂板、底板和四周面板構(gòu)成，正面面板為控制面板；箱形機(jī)架底部設(shè)有四個(gè)支撐滾輪；所述機(jī)械泵固定設(shè)置在機(jī)架底板上；所述分子泵通過(guò)支撐法蘭固定于機(jī)架的頂板下側(cè)。[0008]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述分子泵上連接有電離規(guī)；分子泵的進(jìn)口通過(guò)第一真空閥門與抽氣管路連接，第一真空閥門和抽氣管路設(shè)置于頂板上側(cè)。[0009]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述機(jī)械泵的進(jìn)口設(shè)有一第二三通，第二三通一端依次連接有吸附阱和一第一三通，第一三通一端連接有所述電阻規(guī)，第一三通另一端通過(guò)第一波紋管連接于分子泵的出口，所述第一波紋管中設(shè)有所述波紋管密封閥門。[0010]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述第二三通另一端通過(guò)第二波紋管連接于所述第二真空閥門，通過(guò)第二真空閥門連通于所述抽氣管路；所述第二真空閥門設(shè)置于頂板上側(cè)。[0011]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述抽氣管路另一端通過(guò)一肩環(huán)與相互串聯(lián)的取樣瓶和樣品瓶密封連接。[0012]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述取樣瓶和樣品瓶為玻璃瓶，取樣瓶和樣品瓶分別由腔體和兩端玻璃閥體組成。[0013]由上所述，本實(shí)用新型原油、地層水中稀有氣體的提取裝置及方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原油、地層水中稀有氣體進(jìn)行高效的提取，解決了原油、地層水中樣品稀有氣體分析的取樣問(wèn)題及稀有氣體制備過(guò)程中的大氣污染問(wèn)題，為后續(xù)原油、地層水中稀有氣體組分及同位素分析數(shù)據(jù)的可靠性及準(zhǔn)確性提供了技術(shù)支持和保證，對(duì)于開(kāi)展油氣的成因判識(shí)、油氣源對(duì)比以及油氣成藏期等都具有重要意義。


[0014]以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說(shuō)明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中:[0015]圖1:為本實(shí)用新型原油、地層水中稀有氣體的提取裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。[0016]圖2:為本實(shí)用新型原油、地層水中稀有氣體的提取裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。[0017]圖3:為本實(shí)用新型原油、地層水中稀有氣體的提取裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施方式
[0018]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。[0019]如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)用新型提出一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置100，所述提取裝置100包括一抽氣管路5，所述抽氣管路5 —端通過(guò)并聯(lián)的第一回路和第二回路與一機(jī)械泵11連接；所述抽氣管路5另一端順序密封連接有相互串聯(lián)的取樣瓶18和樣品瓶19，所述取樣瓶18和樣品瓶19兩端分別各設(shè)有密封閥；樣品瓶19中裝有原油或地層水樣品；所述第一回路中由抽氣管路5至機(jī)械泵11依次設(shè)有第一真空閥門2、分子泵4、波紋管密封閥門6和電阻規(guī)12 ;所述第二回路中設(shè)有第二真空閥門7。[0020]如圖1、圖2所示,在本實(shí)施方式中，所述提取裝置100還包括一箱形機(jī)架8,所述箱形機(jī)架由頂板、底板和四周面板構(gòu)成，正面面板為控制面板；箱形機(jī)架底部設(shè)有四個(gè)支撐滾輪；所述機(jī)械泵11固定設(shè)置在機(jī)架底板上；所述分子泵4通過(guò)支撐法蘭3固定于機(jī)架的頂板下側(cè)。所述分子泵4上連接有電離規(guī)I ;分子泵4的進(jìn)口通過(guò)第一真空閥門2與抽氣管路5連接，第一真空閥門2和抽氣管路5均設(shè)置于機(jī)架頂板上側(cè)。抽氣管線5由管線固定支撐塊16固定支撐于機(jī)架頂板上。[0021 ] 進(jìn)一步，如圖1、圖2所示，在本實(shí)施方式中，所述機(jī)械泵11的進(jìn)口設(shè)有一第二三通13，第二三通13 —端向上依次連接有吸附阱10和一第一三通9，第一三通9 一端連接有所述電阻規(guī)12，第一三通9另一端通過(guò)第一波紋管14連接于分子泵4的出口，所述第一波紋管14中設(shè)有所述波紋管密封閥門6。機(jī)械泵11的排氣口與一排氣管線20相連。[0022]所述第二三通13另一端通過(guò)第二波紋管15連接于所述第二真空閥門7，通過(guò)第二真空閥門7連通于所述抽氣管路5 ;所述第二真空閥門7也設(shè)置于機(jī)架頂板上側(cè)。[0023]在本實(shí)施方式中，所述取樣瓶18和樣品瓶19為尺寸規(guī)格完全相同的玻璃瓶,取樣瓶18和樣品瓶19分別由腔體和兩端玻璃閥體組成；取樣瓶18為空瓶，樣品瓶19裝有原油或地層水樣品；取樣瓶18與樣品瓶19可通過(guò)塑膠管相連。[0024]所述抽氣管路5另一端可通過(guò)常規(guī)方式與相互串聯(lián)的取樣瓶和樣品瓶密封連接。[0025]在本實(shí)施方式的另一實(shí)施例中，所述抽氣管路5也可通過(guò)一肩環(huán)17與相互串聯(lián)的取樣瓶和樣品瓶密封連接。所述肩環(huán)17是一個(gè)帶有螺母絲扣的空心圓柱體螺母，圓柱體螺母下端有卡口，并且圓柱螺母內(nèi)有空心圓柱卡墊，卡墊的上端剛好卡在圓柱體螺母下端有卡口處，空心圓柱卡墊上放有聚乙烯墊圈。連接時(shí)，先將外部的空心圓柱體螺母從抽氣管線5下端旋出，取出空心卡墊和墊圈，并且將空心卡墊放入空心圓柱體螺母內(nèi)，將樣品瓶上端玻璃接口從空心卡墊穿出，并將墊圈套在玻璃接口約I 2cm處，然后連接好的取樣瓶與抽氣接口對(duì)接，并將外部空心圓柱體螺母旋緊，則完成樣品瓶與抽氣管線連接。[0026]在本實(shí)施方式中，所述機(jī)械泵11為Edwards RV12機(jī)械真空泵，抽速3L/S，真空范圍從大氣壓(1.013 X IO5Pa)到約0.002mbar (0.2Pa)，極限真空可達(dá)IO1Pa,用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)抽氣管線5的低真空，同時(shí)作為分子泵的前級(jí)泵，用于低真空環(huán)境下分子泵4的啟動(dòng)，進(jìn)一步對(duì)系統(tǒng)抽氣管線5抽高真空。[0027]所述分子泵其抽速350L/S，極限壓強(qiáng)< I X l0.mbar，作為抽氣管線5的主抽泵，主要功能用于抽氣管線5的排氣，實(shí)現(xiàn)高真空的要求；所述電離規(guī)I的量程為1000mbar-5X10_lclmbar，主要功能是用于分子泵主抽獲得的高真空、超高真空的測(cè)量和顯/Jn ο[0028]在本實(shí)施方式中，所述的第一真空閥門2和第二真空閥門7為全金屬真空閥門。抽氣管線5的材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì)。所述波紋管密封閥門6是一種壓力平衡式的調(diào)節(jié)閥，閥體結(jié)構(gòu)緊湊，流體通道呈S流線型，壓降損失小，流量大、可調(diào)范圍廣，上閥蓋采用波管紋密封結(jié)構(gòu)，可徹底消除工藝介質(zhì)從閥桿運(yùn)動(dòng)間隙向外泄漏的可能性；[0029]所述吸附阱10主要采用活性氧化鋁作為吸氣劑，物理吸附機(jī)械泵排除的可凝性蒸汽；所述電阻規(guī)12主要用于機(jī)械泵11對(duì)抽氣管線5的低真空的測(cè)量和顯示，量程為1000mbar-5 X104mbar。[0030]本申請(qǐng)還提供一種用于提取原油、地層水中稀有氣體的方法，所述提取方法包括以下步驟:[0031]I)在接入樣品瓶18和取樣瓶19之前，對(duì)原油、地層水中稀有氣體的提取裝置100的啟動(dòng)及對(duì)第一回路和第二回路抽真空；[0032]a)將提取裝置的電源線插頭插入墻面電源插板；[0033]b)打開(kāi)提取裝置總電源開(kāi)關(guān)；[0034]c)關(guān)閉第一真空閥門2和第二真空閥門7，打開(kāi)波紋管密封閥門6，啟動(dòng)機(jī)械泵11對(duì)第一回路和第二回路抽低真空；[0035]d)待機(jī)械泵11真空示數(shù)顯示進(jìn)入10_4Pa，啟動(dòng)分子泵4 “START”按鈕，等待分子泵4控制面板LOAD指示燈自左運(yùn)行到最右端綠燈保持常亮，分子泵正常工作，對(duì)第一回路和第二回路抽聞?wù)婵?；[0036]2)接入樣品瓶19和取樣瓶18之后，對(duì)抽氣管路5和取樣瓶18進(jìn)行抽真空；[0037]a)將裝有原油、地層水的樣品瓶19與一只空的取樣瓶18串聯(lián)一起，按取樣瓶18在上、樣品瓶19在下的位置關(guān)系將兩瓶接入抽氣管線5另一端的進(jìn)樣口 ；[0038]b)對(duì)樣品瓶19與取樣瓶18連接處及取樣瓶18腔體抽真空；[0039]c)打開(kāi)機(jī)械泵11與抽氣管線5之間的第二真空閥門7，保持第一真空閥門2仍處于關(guān)閉狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)取樣瓶18兩端控制閥，連通取樣瓶18腔體及兩瓶連接處，利用機(jī)械泵11進(jìn)行抽低真空；[0040]d)當(dāng)?shù)驼婵诊@示進(jìn)入10_4Pa，關(guān)閉第二真空閥門7，打開(kāi)控制分子泵4的第一真空閥門2，對(duì)兩瓶連接處以及取樣瓶18腔體進(jìn)行抽高真空；[0041]e)當(dāng)真空進(jìn)入KT4Pa時(shí)，關(guān)閉取樣瓶18上下兩端控制閥，關(guān)閉控制分子泵4的第一真空閥門2 ;[0042]3)對(duì)原油、地層水液體樣品進(jìn)行脫氣處理，由此提取稀有氣體；[0043]a)卸下串聯(lián)的取樣瓶18和樣品瓶19并顛倒上下位置，將樣品瓶19朝上、取樣瓶18朝下；[0044]b)打開(kāi)樣品瓶19下端密封閥和取樣瓶18上端密封閥，樣品液體不斷流入下方取樣瓶18腔體并最終充滿下方取樣瓶18，上方樣品瓶19中富集脫出的氣體；[0045]c)關(guān)閉上方已經(jīng)脫氣樣品瓶19下端的密封閥，卸下脫氣的樣品瓶19。[0046]4)關(guān)閉原油、地層水中稀有氣體提取裝置；[0047]a)關(guān)閉分子泵4控制面板上“STOP”按鈕，等待LOAD指示燈從最右端運(yùn)行至最左端，分子泵4停止工作；[0048]b)關(guān)閉機(jī)械泵11電源開(kāi)關(guān)及真空顯示開(kāi)關(guān)；[0049]c)最后關(guān)閉裝置總電源，拔出電源線插頭。[0050]5)原油、地層水脫出氣體中稀有氣體純化處理；[0051]將原油、地層水中脫出氣體的樣品瓶19接入現(xiàn)有的稀有氣體制樣系統(tǒng)(參見(jiàn)“一種惰性氣體萃取和分離的制樣系統(tǒng)及其應(yīng)用”；申請(qǐng)?zhí)枮?201010236355.2)的主體部分-“天然氣中稀有氣體制樣裝置”中，利用“天然氣中稀有氣體制樣裝置”的鋯基爐等凈化組件對(duì)原油、地層水的脫出氣體進(jìn)行進(jìn)一步的稀有氣體富集、純化。[0052]本實(shí)用新型原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原油、地層水中稀有氣體進(jìn)行高效的提取、富集和純化，解決了原油、地層水中樣品稀有氣體分析的取樣問(wèn)題及稀有氣體制備過(guò)程中的大氣污染問(wèn)題，為后續(xù)原油、地層水中稀有氣體組分及同位素分析數(shù)據(jù)的可靠性及準(zhǔn)確性提供了技術(shù)支持和保證，對(duì)于開(kāi)展油氣的成因判識(shí)、油氣源對(duì)比以及油氣成藏期等都具有重要意義。[0053]以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特征在于:所述提取裝置包括一抽氣管路，所述抽氣管路一端通過(guò)并聯(lián)的第一回路和第二回路與一機(jī)械泵連接；所述抽氣管路另一端順序密封連接有相互串聯(lián)的取樣瓶和樣品瓶，所述取樣瓶和樣品瓶?jī)啥朔謩e各設(shè)有密封閥；樣品瓶中裝有原油或地層水樣品；所述第一回路中由抽氣管路至機(jī)械泵依次設(shè)有第一真空閥門、分子泵、波紋管密封閥門和電阻規(guī)；所述第二回路中設(shè)有第二真空閥門。
2.如權(quán)利要求1所述的原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特征在于:所述提取裝置還包括一箱形機(jī)架，所述箱形機(jī)架由頂板、底板和四周面板構(gòu)成，正面面板為控制面板；箱形機(jī)架底部設(shè)有四個(gè)支撐滾輪；所述機(jī)械泵固定設(shè)置在機(jī)架底板上；所述分子泵通過(guò)支撐法蘭固定于機(jī)架的頂板下側(cè)。
3.如權(quán)利要求2所述的原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特征在于:所述分子泵上連接有電離規(guī)；分子泵的進(jìn)口通過(guò)第一真空閥門與抽氣管路連接，第一真空閥門和抽氣管路設(shè)置于頂板上側(cè)。
4.如權(quán)利要求2所述的原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特征在于:所述機(jī)械泵的進(jìn)口設(shè)有一第二三通，第二三通一端依次連接有吸附阱和一第一三通，第一三通一端連接有所述電阻規(guī)，第一三通另一端通過(guò)第一波紋管連接于分子泵的出口，所述第一波紋管中設(shè)有所述波紋管密封閥門。
5.如權(quán)利要求4所述的原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特征在于:所述第二三通另一端通過(guò)第二波紋管連接于所述第二真空閥門，通過(guò)第二真空閥門連通于所述抽氣管路；所述第二真空閥門設(shè)置于頂板上側(cè)。
6.如權(quán)利要求1所述的原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特征在于:所述抽氣管路另一端通過(guò)一肩環(huán)與相互串聯(lián)的取樣瓶和樣品瓶密封連接。
7.如權(quán)利要求1所述的原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特征在于:所述取樣瓶和樣品瓶為玻璃瓶，取樣瓶和樣品瓶分別由腔體和兩端玻璃閥體組成。
專利摘要本實(shí)用新型為一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，包括一抽氣管路，抽氣管路一端通過(guò)并聯(lián)的第一回路和第二回路與一機(jī)械泵連接；抽氣管路另一端順序密封連接有相互串聯(lián)的取樣瓶和樣品瓶，取樣瓶和樣品瓶?jī)啥朔謩e各設(shè)有密封閥；樣品瓶中裝有原油或地層水樣品；第一回路中由抽氣管路至機(jī)械泵依次設(shè)有第一真空閥門、分子泵、波紋管密封閥門和電阻規(guī)；第二回路中設(shè)有第二真空閥門。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)原油、地層水中稀有氣體進(jìn)行高效的提取，解決了原油、地層水中樣品稀有氣體分析的取樣問(wèn)題及稀有氣體制備過(guò)程中的大氣污染問(wèn)題，為后續(xù)原油、地層水中稀有氣體組分及同位素分析數(shù)據(jù)的可靠性及準(zhǔn)確性提供了技術(shù)支持和保證。
文檔編號(hào)G01N1/24GK203053763SQ20122051810
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者王曉波, 李志生, 王東良, 李劍, 楊春霞, 孫明良, 劉保湘, 國(guó)建英, 莫午零, 崔會(huì)英 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司