專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型頁(yè)巖含氣量測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，屬于頁(yè)巖氣、煤層氣等礦物巖石吸附氣含量的測(cè)試裝置，具體而言，是一種在頁(yè)巖、煤巖等礦物巖石存在吸附氣的情況下，能精準(zhǔn)測(cè)試其含氣量的一種新型頁(yè)巖含氣量測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
吸附態(tài)天然氣普遍存在于各種礦物巖石中，對(duì)于頁(yè)巖和煤層而言，巖石中吸附態(tài)氣含量比例可達(dá)20%-80%，煤層吸附態(tài)氣含量比例更高，可達(dá)90%以上。礦物巖石中含氣量的大小直接關(guān)系到頁(yè)巖氣和煤層氣的開(kāi)發(fā)前景，要有效的評(píng)價(jià)頁(yè)巖氣和煤層氣藏資源量，含氣量是一項(xiàng)必不可少的參數(shù)，與儲(chǔ)層壓力和吸附等溫線結(jié)合起來(lái)使用，就可預(yù)測(cè)產(chǎn)氣能力，確定鉆井分布和開(kāi)米方式。中國(guó)專(zhuān)利《煤層含氣量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)》專(zhuān)利號(hào)CN200820122855，公布了一種煤層含氣量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是由計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)、溫度傳感器、壓力傳感器、高精度氣體流量計(jì)、高速超聲波儀、打印機(jī)組成，核心是通過(guò)流量計(jì)自動(dòng)獲取解吸數(shù)據(jù)；中國(guó)專(zhuān)利《高精度含氣量測(cè)試儀》專(zhuān)利號(hào)CN201120464973，公布了一種高精度含氣量測(cè)試儀，包括密封罐和集氣量筒，所述的集氣量筒包括標(biāo)有刻度的圓錐形透明筒體以及設(shè)有通氣孔和排水孔的筒底，集氣量筒的通氣孔與密封罐的排氣孔密封連通，主要通過(guò)采用集氣量筒測(cè)量解吸氣量；中國(guó)專(zhuān)利《含氣量測(cè)試裝置》專(zhuān)利號(hào)CN202362222U，公開(kāi)了一種含氣量測(cè)試裝置，由樣品存放裝置、氣體體積測(cè)量裝置及計(jì)算機(jī)組成，通過(guò)自動(dòng)化控制液面實(shí)現(xiàn)體積測(cè)量。以上專(zhuān)利均存在以下問(wèn)題:1、含氣量低時(shí)，樣品解吸氣體積小，采用流量計(jì)測(cè)量的精度不夠；采用集氣量筒測(cè)量會(huì)增加人為誤差，且操作不方便，效率低。2、自由空間的氣體會(huì)隨測(cè)試環(huán)境的溫壓條件而改變，對(duì)解吸氣的測(cè)量有直接影響，目前儀器雖對(duì)該誤差已做校正，但并未直接消除其影響。3、解吸氣體的組分對(duì)流量計(jì)測(cè)量影響大，需要校正，增大了測(cè)量誤差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種新型頁(yè)巖含氣量測(cè)試儀，以解決現(xiàn)有技術(shù)因?yàn)闃悠泛瑲饬康蜁r(shí)，通過(guò)直接量筒測(cè)量法或者流量傳感器測(cè)量的誤差大的問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)含氣量的高精度測(cè)量。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種新型頁(yè)巖含氣量測(cè)試儀，它包括用于將樣品恒溫解吸的裝置、樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)、測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)采集與處理系統(tǒng)，其中所述的樣品恒溫解吸的裝置通過(guò)管道與樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)相連接，樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)管道與測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)相連接，樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)采集與處理系統(tǒng)相連接。所述的用于將樣品恒溫解吸的裝置包括恒溫水浴槽和解吸罐，解吸罐置于恒溫水浴槽內(nèi)部。所述的樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)包括溫度變送器A、壓力變送器A、電動(dòng)閥A、電動(dòng)閥B、電動(dòng)閥C、四通閥和溫度控制箱，其中所述的四通閥的進(jìn)口通過(guò)管道與樣品恒溫解吸的裝置相連接，在它們之間的管道上依次設(shè)置有溫度變送器A和壓力變送器A ;四通閥的三個(gè)出口分別安裝有電動(dòng)閥A、電動(dòng)閥B和電動(dòng)閥C，電動(dòng)閥A通過(guò)管道和測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)相連接；溫度變送器、壓力變送器A、電動(dòng)閥A、電動(dòng)閥B、電動(dòng)閥C和四通閥都安裝于溫度控制箱內(nèi)。所述的樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)還包括氣體采樣器，所述的氣體采樣器通過(guò)管道和電動(dòng)閥C相連接，所述的氣體采樣器安裝于溫度控制箱外。所述的測(cè)定樣品解吸空間自由體積的系統(tǒng)包括參考罐、氦氣瓶、溫度變送器B、壓力變送器B和溫度控制箱，參考罐通過(guò)管道和測(cè)量樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)相連接，在參考罐上依次設(shè)置有溫度變送器B和壓力變送器B，氦氣瓶通過(guò)管道與參考罐相連接，參考罐、溫度變送器B和壓力變送器B安裝于溫度控制箱內(nèi)。本實(shí)用新型的有益效果:1、本實(shí)用新型通過(guò)將樣品放置于恒溫的解吸和測(cè)定系統(tǒng)中測(cè)定解吸量，解決了自由空間的氣體會(huì)隨測(cè)試環(huán)境的溫壓條件而改變，對(duì)解吸氣的測(cè)量有直接影響的問(wèn)題。2、本實(shí)用新型通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量樣品的解吸過(guò)程中的壓力和溫度，能避免解吸罐內(nèi)氣體無(wú)法及時(shí)排除帶來(lái)的測(cè)試誤差。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖1所示，一種新型頁(yè)巖含氣量測(cè)試儀，它包括用于將樣品恒溫解吸的裝置、樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)、測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)采集與處理系統(tǒng)5。樣品恒溫解吸的裝置通過(guò)管道和樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)相連接，樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)管道和測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)相連接，樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)采集與處理系統(tǒng)5相連接。所述的用于將樣品恒溫解吸的裝置包括恒溫水浴槽I和解吸罐2，解吸罐2置于恒溫水浴槽I內(nèi)部。所述的樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)包括溫度變送器A3、壓力變送器A4、電動(dòng)閥A10、電動(dòng)閥B9、電動(dòng)閥C7、四通閥8、溫度控制箱15。四通閥8的進(jìn)口通過(guò)管道與解吸罐2相連接，在它們之間的管道上依次設(shè)置有溫度變送器A3、壓力變送器A4;四通閥8的三個(gè)出口分別安裝有電動(dòng)閥AlO、電動(dòng)閥B8和電動(dòng)閥C7，電動(dòng)閥AlO通過(guò)管道與參考罐11相連接。溫度變送器A3、壓力變送器A4、電動(dòng)閥A10、電動(dòng)閥B9、電動(dòng)閥C7和四通閥8都安裝于溫度控制箱15內(nèi)。所述的樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)還包括氣體采樣器6，氣體采樣器6通過(guò)管道和電動(dòng)閥C7相連通，氣體采樣器6安裝于溫度控制箱15外。所述的測(cè)定樣品解吸空間自由體積的系統(tǒng)包括參考罐12、氦氣瓶13、溫度變送器B14、壓力變送器Bll和溫度控制箱15，參考罐12通過(guò)管道與電動(dòng)閥AlO相連接，在參考罐12上設(shè)置有溫度變送器B14、壓力變送器BI I，氦氣瓶13通過(guò)管道與參考罐12相連接，參考罐12、溫度變送器B14和壓力變送器Bll安裝于溫度控制箱15內(nèi)。溫度變送器A3、壓力變送器A4、電動(dòng)閥AlO、電動(dòng)閥B9、電動(dòng)閥C7、溫度變送器B14和壓力變送器Bll分別通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)采集和處理系統(tǒng)5相連接。本實(shí)用新型的運(yùn)行過(guò)程:第一，連接管路并初始化:設(shè)定溫度控制箱15和恒溫水浴槽I為解吸溫度，將裝有樣品的密封解吸罐2放置到恒溫水浴槽I中，解吸罐2的出口與四通閥8相連接，保持電磁閥A10、電磁閥C7關(guān)閉，保持電磁閥B9開(kāi)啟I 3秒后迅速關(guān)閉，記錄管路中的溫度Ttl和壓力Po，該時(shí)刻為實(shí)驗(yàn)的O時(shí)刻點(diǎn)。第二，一次記錄解吸參數(shù):在一定間隔時(shí)間之后，記錄記錄管路中的溫度T1和壓力P1O第三，一次導(dǎo)流:打開(kāi)電磁閥B9，保持2 5秒鐘并關(guān)閉，用以排出管路氣體，并記錄此時(shí)關(guān)閉后的管路溫度T2和壓力P2。
第四，采樣:如有采樣需要，在第三步的同時(shí)連接好氣體采樣器6，打開(kāi)電磁閥C7，進(jìn)行采氣；否則直接進(jìn)入下一步；一次導(dǎo)流對(duì)應(yīng)的解吸氣體Vsl計(jì)算公式為:
U …,P, XVf P7XVf、Vsi = 22.4141X ( ^.................^ -^..................^ )..................①
T1 X R T2 X RVsl: 一次導(dǎo)流體積，mlP1: 一次記錄壓力，kPaP2: 二次記錄壓力，kPaT1: 一次導(dǎo)流絕對(duì)溫度，KT2: 二次導(dǎo)流絕對(duì)溫度，KR:比例常數(shù)，8.31441J/ (moI.K)第五，重復(fù)上述步驟二，三和四，得到Vs2、Vs3……Vsn，直至解吸參數(shù)的壓力讀數(shù)與前一次壓力讀數(shù)接近即差值小于用戶(hù)設(shè)定值，認(rèn)為無(wú)解吸氣產(chǎn)生，自然解吸結(jié)束，停止試驗(yàn)。得到總解吸氣體積Vst ηVst=H..................② Vst:總解吸氣體積，ml[0042]Vs1:第i次導(dǎo)流對(duì)應(yīng)的解吸氣體計(jì)算含氣量Q:
權(quán)利要求1.一種新型頁(yè)巖含氣量測(cè)試儀，其特征在于:它包括用于將樣品恒溫解吸的裝置、樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)、測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)采集與處理系統(tǒng)，所述的樣品恒溫解吸的裝置通過(guò)管道與樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)相連接，樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)管道與測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)相連接，樣品解吸過(guò)程中的壓力與溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)采集與處理系統(tǒng)相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的新型頁(yè)巖含氣量測(cè)試儀，其特征在于:所述的用于將樣品恒溫解吸的裝置包括恒溫水浴槽和解吸罐，解吸罐置于恒溫水浴槽內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求1所述的新型頁(yè)巖含氣量測(cè)試儀，其特征在于:所述的樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)包括溫度變送器A、壓力變送器A、電動(dòng)閥A、電動(dòng)閥B、電動(dòng)閥C、四通閥和溫度控制箱，其中所述的四通閥的進(jìn)口通過(guò)管道與樣品恒溫解吸的裝置相連接，在它們之間的管道上依次設(shè)置有溫度變送器A和壓力變送器A ;四通閥的三個(gè)出口分別安裝有電動(dòng)閥A、電動(dòng)閥B和電動(dòng)閥C，電動(dòng)閥A通過(guò)管道和測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)相連接；溫度變送器、壓力變送器A、電動(dòng)閥A、電動(dòng)閥B、電動(dòng)閥C和四通閥都安裝于溫度控制箱內(nèi)。
4.如權(quán)利要求3所述的新型頁(yè)巖含氣量測(cè)試儀，其特征在于:所述的樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)還包括氣體采樣器，所述的氣體采樣器通過(guò)管道和電動(dòng)閥C相連接，所述的氣體采樣器安裝于溫度控制箱外。
5.如權(quán)利要求1所述的新型頁(yè)巖含氣量測(cè)試儀，其特征在于:所述的測(cè)定樣品解吸空間自由體積的系統(tǒng)包括參考罐、氦氣瓶、溫度變送器B、壓力變送器B和溫度控制箱，參考罐通過(guò)管道和測(cè)量樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)相連接，在參考罐上依次設(shè)置有溫度變送器B和壓力變送器B，氦氣瓶通過(guò)管道與參考罐相連接，參考罐、溫度變送器B和壓力變送器B安裝于溫度控制箱內(nèi)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型頁(yè)巖含氣量測(cè)試儀，它包括用于將樣品恒溫解吸的裝置、樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)、測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)采集與處理系統(tǒng)，其中所述的樣品恒溫解吸的裝置通過(guò)管道與樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)相連接，樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)管道與測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)相連接，樣品解吸過(guò)程中的壓力和溫度的實(shí)時(shí)測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)采集與處理系統(tǒng)相連接。本實(shí)用新型通過(guò)將樣品放置于恒溫的解吸和測(cè)定系統(tǒng)中測(cè)定解吸量，解決了自由空間的氣體會(huì)隨測(cè)試環(huán)境的溫壓條件而改變，對(duì)解吸氣的測(cè)量有直接影響的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01N7/16GK203069474SQ20122074277
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者王軍芳, 吳輝, 趙斌杰 申請(qǐng)人:恒泰尚合能源技術(shù)(北京)有限公司