專利名稱：頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及頁(yè)巖氣勘探、開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及頁(yè)巖氣含氣量測(cè)量設(shè)備，一種用于現(xiàn)場(chǎng)頁(yè)巖氣含氣量快速、便攜測(cè)試的儀器。
背景技術(shù)：
頁(yè)巖氣是賦存在頁(yè)巖中的一種呈吸附、游離或溶解狀態(tài)的天然氣，主要以吸附和游離狀態(tài)為主，其吸附氣含量為20%-85%，吸附氣和游離氣含氣量大小直接影響到頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的品質(zhì)和頁(yè)巖氣開發(fā)技術(shù)。頁(yè)巖氣含氣量是頁(yè)巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、儲(chǔ)量計(jì)算、開發(fā)方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性參數(shù)。頁(yè)巖樣品含氣量測(cè)試技術(shù)已廣泛應(yīng)用于頁(yè)巖氣這種非常規(guī)油氣藏得開發(fā)過(guò)程中。此外在煤礦與煤層氣的開采、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用。目前，還沒(méi)有穩(wěn)定、精確、快速、簡(jiǎn)便、耐用的頁(yè)巖氣含氣量測(cè)量的專用設(shè)備。常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)備測(cè)量頁(yè)巖氣含氣量，需要將含氣頁(yè)巖樣裝入單個(gè)的密封罐，密封罐放置在恒溫的水槽中，讓頁(yè)巖樣緩慢解吸。導(dǎo)氣管一端連接在密封罐出口，另一端連接到量筒開口，量筒開口向下并置于水槽液面以下。上述這類測(cè)試設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解吸，能滿足一定的頁(yè)巖含氣量測(cè)試要求，但是在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)上述測(cè)試系統(tǒng)存在以下缺陷1、沒(méi)有專門的實(shí)驗(yàn)箱，便攜不便，玻璃量筒容易破碎，不便于多個(gè)頁(yè)巖樣品同時(shí)實(shí)驗(yàn);2、操作過(guò)程復(fù)雜，每個(gè)量筒容積有限，需要多次裝水測(cè)量，操作誤差大，不便于野外環(huán)境讀數(shù)，精度低；3、現(xiàn)場(chǎng)收集解吸氣返回實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)不方便，不便于同時(shí)測(cè)量和收集氣體；4、測(cè)試溫度控制不精確、穩(wěn)定，散熱量大，加熱和控溫設(shè)備使用壽命短，常出現(xiàn)故障。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種頁(yè)巖氣含氣量測(cè)量?jī)x，其使用性能穩(wěn)定、加熱系統(tǒng)穩(wěn)定、溫度控制系統(tǒng)精確、設(shè)備耐用，氣體體積測(cè)量方便、準(zhǔn)確、便于收集氣體，同時(shí)便于移動(dòng)、攜帶、操作、適合野外惡劣環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)使用。本實(shí)用型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案如下一種頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x，其包括實(shí)驗(yàn)箱、氣體體積測(cè)量器和密封罐。所述實(shí)驗(yàn)箱的箱體底部設(shè)有加熱裝置，密封罐定位放置在箱體內(nèi)，箱體中充滿保溫液體。密封罐頂部設(shè)有氣體開關(guān)接頭和開關(guān)閥。所述氣體體積測(cè)量器采用儲(chǔ)液筒和體積測(cè)量筒連通組合結(jié)構(gòu)，由透明塑料制作。所述氣體體積測(cè)量器的筒體部分通過(guò)平衡臺(tái)和平衡螺柱安裝在底座上，筒體部分左右并列分隔成儲(chǔ)液筒和體積測(cè)量筒，兩個(gè)筒在筒體底部相互連通；所述體積測(cè)量筒的筒體高度低于儲(chǔ)液筒，儲(chǔ)液筒頂部由頂蓋蓋住，體積測(cè)量筒頂部由密封蓋密封；兩個(gè)筒內(nèi)都灌有液體，靜止時(shí)儲(chǔ)液筒內(nèi)液面稍高于體積測(cè)量筒密封蓋，且儲(chǔ)液筒液面之上的空閑體積要稍大于體積測(cè)量筒的體積；體積測(cè)量筒的側(cè)壁上標(biāo)有高度刻度線，上部和下部分別設(shè)有排氣閥和進(jìn)氣閥，儲(chǔ)液筒底部設(shè)有排水閥。所述進(jìn)氣閥位置要高于體積測(cè)量筒與儲(chǔ)液筒在底部連通處的開口位置。所述氣體體積測(cè)量器的進(jìn)氣閥通過(guò)膠管與密封罐上的氣體開關(guān)接頭連接。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的氣體體積測(cè)量器結(jié)構(gòu)獨(dú)特，采用儲(chǔ)液筒和體積測(cè)量筒連通組合結(jié)構(gòu)，一次集氣結(jié)束或體積測(cè)量筒已滿時(shí)，打開排氣閥可使體積測(cè)量筒內(nèi)重新充滿液體，恢復(fù)到初始集氣狀態(tài)，無(wú)需再重新添加液體，使整個(gè)操作更為便捷。進(jìn)一步，實(shí)驗(yàn)箱的加熱裝置為電磁加熱裝置，實(shí)驗(yàn)箱中還設(shè)置有溫度控制儀和溫度顯示器，與電磁加熱裝置之間用導(dǎo)線連接。采用電磁加熱裝置可有效提高熱效率，并能使加熱速度提高60%，與電阻式加熱方式相比更加安全、高效、節(jié)能。本實(shí)用新型的有益效果本測(cè)量?jī)x加熱系統(tǒng)穩(wěn)定、溫度控制系統(tǒng)精確、設(shè)備耐用，氣體體積測(cè)量方便、準(zhǔn)確、便于收集氣體，便于攜帶、操作、適合野外惡劣環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)使用。

圖1是本實(shí)用新型氣體體積測(cè)量器的剖面示意圖。圖2是本實(shí)用新型氣體體積測(cè)量器的頂視圖。圖3是本實(shí)用新型頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x實(shí)驗(yàn)箱的使用狀態(tài)示意圖。圖4是本實(shí)用新型頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x實(shí)驗(yàn)箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型密封罐和氣體開關(guān)接頭組合在一起的剖面示意圖。圖中，1-底座，2-平衡螺柱，3-平衡臺(tái)，4-進(jìn)氣閥，5-平衡液泡，6_體積測(cè)量筒，7-刻度線，8-排氣閥，9-體積測(cè)量筒密封蓋，10-排水閥，11-儲(chǔ)液筒，12-頂蓋，13-排水閥，14-箱體，15-密封罐頂蓋，16-實(shí)驗(yàn)箱箱蓋，17-溫度控制儀，18-溫度顯示器，19-電源接頭，20-底板，21-筒體，22-頂板，23-溫度傳感器，24-電磁加熱板，25-氣體開關(guān)接頭，26-開關(guān)閥。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。參閱圖1和圖2，氣體體積測(cè)量器由底座1、平衡螺柱2、平衡臺(tái)3、進(jìn)氣閥4、平衡液泡5、體積測(cè)量筒6、高度刻度線7、排氣閥8、體積測(cè)量筒密封蓋9、排水閥10、儲(chǔ)液筒11、頂蓋12組成。該氣體體積測(cè)量器采用儲(chǔ)液筒11和體積測(cè)量筒6連通組合結(jié)構(gòu)，由透明塑料制作。氣體體積測(cè)量器的筒體部分通過(guò)平衡臺(tái)3和平衡螺柱2安裝在底座I上，通過(guò)平衡螺柱2微調(diào)和平衡液泡5位置判別能使平衡臺(tái)處于水平位置，三個(gè)平衡螺柱布置在氣體體積測(cè)量器底座上面，平衡液泡布置在測(cè)量器外部。筒體部分左右并列分隔成儲(chǔ)液筒11和體積測(cè)量筒6，兩個(gè)筒在筒體底部相互連通。體積測(cè)量筒6的筒體高度要低于儲(chǔ)液筒11，儲(chǔ)液筒11頂部由頂蓋12蓋住，體積測(cè)量筒6頂部由密封蓋9密封，靜止時(shí)儲(chǔ)液筒11內(nèi)液面稍高于體積測(cè)量筒密封蓋9，且儲(chǔ)液筒11液面之上的空閑體積要稍大于體積測(cè)量筒6的體積。體積測(cè)量筒6的側(cè)壁上標(biāo)有高度刻度線7，上部和下部分別設(shè)有排氣閥8和進(jìn)氣閥4，排氣閥8緊貼體積測(cè)量筒密封蓋9，進(jìn)氣閥4位置要高于體積測(cè)量筒6與儲(chǔ)液筒11在底部連通處的開口位置。儲(chǔ)液筒11底部設(shè)有排水閥10，排水閥10緊貼平衡臺(tái)3。測(cè)量器內(nèi)液體為著色的飽和鹽水，頂蓋12能密封和敞開，整個(gè)氣體體積測(cè)量器使用透明塑料制作。[0022]參閱圖3和圖4，測(cè)量?jī)x的實(shí)驗(yàn)箱由排水閥13、箱體14、實(shí)驗(yàn)箱箱蓋16、溫度控制板17、溫度顯示器18、電源接頭19、底板20、頂板22、溫度傳感器23、電磁加熱板24組成。箱體14、頂板22采用保溫聚合物材料制作，頂板22上開六個(gè)圓形的密封罐定位孔，圓孔直徑剛好能放下密封罐的筒體21，比密封罐的頂蓋15直徑小。底板20上有很多圓形小孔，便于保溫液體對(duì)流。箱體14中充滿保溫液體，溫度傳感器23在保溫液體中，電磁加熱板24位于底板20下，加熱板24內(nèi)也布置溫度傳感器，與溫度傳感器23、溫度控制儀17 —起控制保溫液體溫度，保溫液體為水。溫度控制儀17為電子數(shù)字可調(diào)控制儀，控制范圍(T100°C。箱體底部布置一排水閥。參閱圖5，密封罐由筒體14、密封罐頂蓋15、氣體開關(guān)接頭25、開關(guān)閥26組成。密封罐采用不銹鋼制作，密封罐的頂蓋15采用螺紋與筒體14連接，氣體開關(guān)接頭25能與密封罐頂蓋15出口密封對(duì)接，氣體開關(guān)接頭25可隨時(shí)更換和拆卸。本頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x的使用主要包括A E五個(gè)步驟步驟A，打開氣體體積測(cè)量器頂蓋，關(guān)閉氣體體積測(cè)量器排水閥、排氣閥、進(jìn)氣閥。從頂蓋加入著色的飽和鹽水，直到儲(chǔ)液筒的液面稍高于體積測(cè)量筒密封蓋，關(guān)閉氣體體積測(cè)量器頂蓋，調(diào)節(jié)平衡螺柱，使平衡液泡處于平衡位置。步驟B，打開實(shí)驗(yàn)箱，在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)裝入水，接通電源，調(diào)節(jié)溫度控制儀到需要溫度并加熱。密封罐接上氣體開關(guān)接頭，關(guān)閉開關(guān)閥，打開密封罐頂蓋，迅速裝入頁(yè)巖巖心和關(guān)好密封罐頂蓋，把密封罐放入試驗(yàn)箱頂板的圓孔內(nèi)。用橡膠管連接氣體體積測(cè)量器進(jìn)氣閥與密封罐氣體開關(guān)接頭，并確保接口的密封性完好。步驟C，打開氣體開關(guān)接頭開關(guān)閥、打開氣體體積測(cè)量器進(jìn)氣閥。使解吸氣慢慢在測(cè)量筒內(nèi)聚集，直到進(jìn)氣口無(wú)氣泡冒出，才從刻度線上讀數(shù)，并記錄。步驟D，如果一個(gè)測(cè)量筒量程不夠測(cè)量解吸頁(yè)巖氣體積，就等液面要到測(cè)量筒量程時(shí)，關(guān)閉氣體開關(guān)接頭開關(guān)閥和氣體體積測(cè)量器進(jìn)氣閥，記錄下此時(shí)氣體體積。然后打開排氣閥，排出測(cè)量筒內(nèi)氣體，直到測(cè)量筒內(nèi)氣體排完為止，再關(guān)閉排氣閥。重新開啟開關(guān)閥和進(jìn)氣閥，重復(fù)這項(xiàng)操作，直到進(jìn)氣口無(wú)氣泡冒出為止，算出記錄下的氣體體積總和，為解吸氣體體積。步驟E，如果需要收集部分解吸出來(lái)的氣體，讀完刻度數(shù)后，使用導(dǎo)管一端接到排氣閥口，一端放空，打開排氣閥，排出部分空氣，然后關(guān)閉排氣閥，一端接到收集容器收集解吸氣體，直到滿足要求為止，再關(guān)閉排氣閥。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，打開實(shí)驗(yàn)箱、氣體體積測(cè)量器排水閥，排出試驗(yàn)箱內(nèi)水，將密封罐放入實(shí)驗(yàn)箱，放好收集氣體樣本和氣體體積測(cè)量器。
權(quán)利要求1.一種頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x，其特征在于包括實(shí)驗(yàn)箱、氣體體積測(cè)量器和密封罐；所述實(shí)驗(yàn)箱的箱體底部設(shè)有加熱裝置，密封罐定位放置在箱體(14)內(nèi)，箱體(14)中充滿保溫液體；密封罐頂部設(shè)有氣體開關(guān)接頭(25)和開關(guān)閥(26);其特征在于所述氣體體積測(cè)量器采用儲(chǔ)液筒(11)和體積測(cè)量筒(6)連通組合結(jié)構(gòu)，由透明塑料制作；所述氣體體積測(cè)量器的筒體部分通過(guò)平衡臺(tái)(3)和平衡螺柱(2)安裝在底座(I)上，筒體部分左右并列分隔成儲(chǔ)液筒(11)和體積測(cè)量筒(6)，兩個(gè)筒在筒體底部相互連通；所述體積測(cè)量筒(6)的筒體高度低于儲(chǔ)液筒(11 )，儲(chǔ)液筒(11)頂部由頂蓋蓋住，體積測(cè)量筒(6 )頂部由密封蓋(9 )密封，兩個(gè)筒內(nèi)都灌有液體，靜止時(shí)儲(chǔ)液筒(11)內(nèi)液面稍高于體積測(cè)量筒密封蓋(9)，且儲(chǔ)液筒(11)液面之上的空閑體積要稍大于體積測(cè)量筒(6)的體積；體積測(cè)量筒(6)的側(cè)壁上標(biāo)有高度刻度線(7 )，上部和下部分別設(shè)有排氣閥(8 )和進(jìn)氣閥(4 )，儲(chǔ)液筒(11)底部設(shè)有排水閥(10);所述進(jìn)氣閥(4)位置要高于體積測(cè)量筒(6)與儲(chǔ)液筒(11)在底部連通處的開口位置；所述氣體體積測(cè)量器的進(jìn)氣閥(4)通過(guò)膠管與密封罐上的氣體開關(guān)接頭(25)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x，其特征是，所述實(shí)驗(yàn)箱的加熱裝置為電磁加熱裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x，其特征是，所述實(shí)驗(yàn)箱中還設(shè)置有溫度控制儀(17)和溫度顯示器(18 )，與電磁加熱裝置(24)之間用導(dǎo)線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x，其特征是，所述實(shí)驗(yàn)箱的箱體(14)中設(shè)置有頂板(22)和底板(20),在頂板(22)上開多個(gè)密封罐定位孔,密封罐插裝在密封罐定位孔中，底端由底板(20)支撐，所述底板(20)上設(shè)有便于保溫液體對(duì)流的小孔，電磁加熱裝置(24 )位于底板(20 )下。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x，其特征是，所述箱體(14)中設(shè)置有溫度傳感器(23)，并位于保溫液體中，電磁加熱裝置中也設(shè)置有溫度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x，其特征是，所述溫度控制儀(17)為電子數(shù)字可調(diào)控制儀，控制范圍0 100°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x，其特征是，所述箱體(14)、頂板(22)采用保溫聚合物材料制作。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種頁(yè)巖氣含氣量便攜測(cè)量?jī)x，由實(shí)驗(yàn)箱、氣體體積測(cè)量器和密封罐組成。實(shí)驗(yàn)箱包括電磁加熱板、頂板、底板、箱體、溫度控制儀、溫度顯示器和電源接頭。電磁加熱板用于對(duì)保溫液體加熱，溫度傳感器和溫度控制儀對(duì)保溫液體溫度和電磁加熱板工作狀態(tài)進(jìn)行控制；氣體體積測(cè)量器包括體積測(cè)量筒、排氣閥、進(jìn)氣閥、排水閥、平衡螺柱等；密封罐包括筒體、頂蓋、氣體開關(guān)接頭。本測(cè)量?jī)x的優(yōu)點(diǎn)是快速、便捷、穩(wěn)定的對(duì)頁(yè)巖氣解吸氣進(jìn)行測(cè)量，其加熱系統(tǒng)穩(wěn)定、溫度控制系統(tǒng)精確，設(shè)備耐用。
文檔編號(hào)G01N7/16GK202903638SQ20122064081
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者程禮軍, 劉俊峰, 陸朝暉, 賀培, 欒進(jìn)華 申請(qǐng)人:重慶地質(zhì)礦產(chǎn)研究院