CN103362482B - 一种气体收集与测量装置的接头及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气体收集与测量装置的接头，包括密封导气杆、密封帽和密封顶帽，密封导气杆内设有上下导通的导气槽；密封帽可活动的安装在密封导气杆上部，密封帽的顶端设有通气孔，密封帽内壁可随密封帽移动导通导气槽和通气孔或封闭导气槽的上端开口；密封顶帽封闭密封帽的通气孔。本发明还提供上述接头的使用方法，将密封导气杆底部与取芯桶连接，并向导气槽内注满溶液；将密封帽与密封导气杆连接，并注满溶液；密封顶帽安装在密封帽上；采集气体；采集完成后，打开密封顶帽，连接天然气收集装置。该发明能够收集并准确计量岩芯含气量，能为资源评价提供较为可靠的含气量数据，且结构简单、适应性强、节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及天然气采集领域，特别是涉及一种气体收集与测量装置的接头及使用方法。
背景技术
天然气的勘探开发中，准确获得岩芯中的天然气含量对评价天然气资源量、储量及产量具有重要的意义。天然气含量通常由三部分组成：损失气、解吸气和残余气。目前，对于解析气量和残余气量已经有了较好的方法来获得，但是对于损失气量仍没有一个行之有效方法来获得，通常用直线法来推算损失气量，这种方法可用于推算煤层气的损失量。但是，由于储集条件和储集特征的不同，此方法并不能准确的推算页岩气的损失量。当前应用的密闭取芯技术能够较好的获得无污染的岩芯并封堵取芯桶内的天然气，但是却无法获取并计量桶内的天然气。
如何能创设一种可准确获取岩心含气量且方便计量的新型气体收集与测量装置的接头及使用方法,实属当前重要研发课题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种气体收集与测量装置的接头及使用方法，使其能获取并准确计量天然气含量计算中的损失气，从而克服现有装置不能在取芯的同时获取并测量损失气量的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种气体收集与测量装置的接头，包括密封导气杆、密封帽和密封顶帽，所述的密封导气杆内设有上下导通的导气槽；所述的密封帽可活动的安装在密封导气杆上部，密封帽的顶端设有通气孔，密封帽内壁可随密封帽移动导通导气槽和通气孔或封闭导气槽的上端开口；所述的密封顶帽封闭密封帽的通气孔。
作为一种改进，所述的密封导气杆的上部外形为三段圆柱形，从下往上三段圆柱形的直径依次递减，导气槽的上端开口位于密封导气杆顶部侧壁上，所述的密封帽内壁与密封导气杆的上部外形对应。
所述的导气槽设有两个上端开口，分别设置在密封导气杆顶部两侧。
所述的密封顶帽与密封帽连接处、密封帽与密封导气杆接触处以及密封导气杆底部均通过浅槽安装有一个或多个平行分布的密封圈。
所述的密封帽与密封导气杆接触处安装有五个密封圈，密封导气杆底部设有两个密封圈。
所述的密封导气杆的中部及底部均设有外螺纹，所述的密封帽底部设有与密封导气杆中部外螺纹对应的内螺纹，所述的通气孔处设有外螺纹，并在密封顶帽上设有与通气孔的外螺纹对应的内螺纹。
所述的密封帽底部以及密封导气杆中部外螺纹下方的横截面外轮廓均为六边形。
所述的密封帽为圆柱形加球顶设计。
本发明还提供一种上述接头的使用方法，包括以下步骤：A.将密封导气杆底部与取芯桶连接，并向导气槽内注满溶液；B.将密封帽与密封导气杆上部连接，使密封帽封闭导气槽上端开口，并过密封帽顶部的通气孔向密封帽内注满溶液；C.用密封顶帽封住密封帽的通气孔；D.采集气体；E.采集完成后，打开密封顶帽，将天然气收集装置连接至通气孔处，转动密封帽使通气孔与导气槽导通，取芯桶内气体进入天然气收集装置。
作为进一步改进，所述的步骤A之前先在密封顶帽与密封帽连接处、密封帽与密封导气杆连接处以及密封导气杆底部安装密封圈。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1、本发明采用螺旋移动多级密封法，实现多级密封保证密封效果。考虑到井下条件非常复杂，本发明通体采用圆柱状近流线型设计，能够充分保证井筒内泥浆的顺畅流动。
2、在完成密闭取芯的情况下，该发明能够实现收集并准确计量岩芯含气量的效果，能够为资源评价提供较为可靠的含气量数据，且结构简单、适应性强、节约成本，能适用于井下复杂的环境。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明一种气体收集与测量装置的接头半轴切面结构示意图。
图2是本发明一种气体收集与测量装置的接头透视结构示意图。
图3是本发明一种气体收集与测量装置的接头俯视示意图。
图4是本发明的密封帽剖视图。
图5是本发明的密封导气杆剖视图。
具体实施方式
参照图1-5所示，本发明涉及一种气体收集与测量装置的接头，包括密封导气杆1、密封帽2和密封顶帽3，其中：所述的密封导气杆1内设有上下导通的导气槽10；所述的密封帽2可活动的安装在密封导气杆1上部，密封帽2的顶端设有通气孔15，密封帽2内壁可随密封帽移动导通导气槽10和通气孔15或封闭导气槽10的上端开口；所述的密封顶帽3封闭密封帽的通气孔15。
密封导气杆1是本发明的主体部件，优选为圆柱形设计，密封导气杆1是一个整体，从外形上看其上部由三段圆柱组成，从下往上直径依次递减。密封帽2与密封导气杆1接触处通过浅槽安装有一个或多个平行分布的密封圈，与密封帽2及密封导气杆1之间的间隙配合挤压密封圈形成对天然气的密封，以如图示设置浅槽5、6、7、8并对应安装密封圈密封效果最好。使密封帽2在做螺旋平移运动的过程中，不同的密封圈在密封帽2运动的不同阶段起到密封作用，使整个接头始终保持在密封的状态。密封圈浅槽5、6、7、8采用密封圈端面密封和密封圈线密封结合的方式形成一个多级密封体系。密封导气杆1上部三段圆柱的每相邻两段圆柱半径的差值应能够满足加工一个密封圈浅槽。密封导气杆1的中部及底部均设有外螺纹，轴部设计有一条长的导气槽10，从底部直接通到顶部，导气槽10设有两个上端开口16，分别设置在密封导气杆1顶部两侧，可以用来导出取芯桶内聚集的天然气。此外，在密封导气杆1的顶部还可设有一个或多个密封圈浅槽5，密封圈浅槽5优选为两个，密封导气杆1的底部也可平行设计有两个或更多个密封圈浅槽12、13，通过密封圈实现对密闭接头与取芯桶的线密封。在密封导气杆1底部与密封圈相邻设计有连接螺纹11，用来连接取芯桶。还可将密封导气杆1中部外螺纹下方设为外六方端面18，防止在拧紧、松开密封导气杆1与密封帽2时打滑。
密封帽2为圆柱形加球顶设计，使其与密封导气杆1在整体上形成一种近流线型设计，能够保证井筒内泥浆的顺畅流动。密封帽2在顶部设置通气孔15和外螺纹4，以便于导出收集的气体。密封帽2的底部内壁设有与密封导气杆1对应的内螺纹9，并通过内螺纹9与密封导气杆1上端连接。还可将密封帽2的内壁设计成与密封导气杆1顶端对应的形状。此外，可在密封导气杆1上部设置密封圈浅槽5，密封帽2底部可设为外六方端面17，与密封导气杆1中部外六方端面18配合，防止在拧紧、松开密封导气杆1与密封帽2时打滑。
密封顶帽3通过外螺纹4与密封帽2连接，通过端面密封方式密封气体。其主要功能主要是保护外螺纹4，防止外螺纹4在井下受到损坏。同时，密封帽2顶端同样可设有密封圈浅槽14，通过密封顶帽3与密封帽2挤压密封圈形成端面密封，以达到密封天然气的目的。
密封导气杆1三段圆柱体上设置的五个密封圈、密封导气杆1底部的密封圈及密封帽2顶部密封圈形成多级密封体系，通过多级密封实现对岩芯中天然气的保存和聚集。
本方案中密封导气杆1与密封帽2之间采用螺旋平移开启方式开启，螺旋平移开启指通过密封螺纹9的松与紧，密封帽2可以在密封导气杆顶端做螺旋平行往复运动，当拧松密封帽2时，密封帽2螺旋平行向密封导气杆1顶部方向移动实现打开导气槽10的目的，当拧紧密封帽2时，密封帽2螺旋平行向密封导气杆1底部方向移动实现关闭导气槽10的目的，从而通过导气槽10和通气孔15联通取芯桶和天然气收集装置。
本发明还提供该气体收集与测量装置的接头的使用方法，下井前首先安装好各个密封圈，然后通过密封导气杆1底部的螺纹11与取芯桶连接、拧紧，并在导气槽10中注满溶液，其次通过密封螺纹9将密封帽2与密封导气杆1连接，使密封帽2封闭导气槽10上端开口，通过顶部通气孔15将密封帽2中注满溶液，最后通过密封螺纹4将密封顶帽3与密封帽2连接、拧紧。井下取芯结束，将取芯桶提到井口后，首先打开密封顶帽3并连接收集天然气装置，轻轻转动密封帽2，使通气孔与导气槽导通取芯桶内气体便会进入天然气收集装置，从而实现收集计量天然气的目的。
本发明采用螺旋平移多级密封法，实现多级密封保证密封效果。考虑到井下条件非常复杂，本发明通体采用圆柱状近流线型设计，能够充分保证井筒内泥浆的顺畅流动。在设计要求上既要考虑到复杂条件下的实用性又要考虑到整体的密封效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种气体收集与测量装置的接头，其特征在于包括密封导气杆、密封帽和密封顶帽，其中：
所述的密封导气杆内设有上下导通的导气槽；
所述的密封帽可活动的安装在密封导气杆上部，密封帽的顶端设有通气孔，密封帽内壁可随密封帽移动导通导气槽和通气孔或封闭导气槽的上端开口；
所述的密封顶帽封闭密封帽的通气孔；
所述的密封顶帽与密封帽连接处、密封帽与密封导气杆接触处以及密封导气杆底部均通过浅槽安装有一个或多个平行分布的密封圈；
所述的密封导气杆的中部及底部均设有外螺纹，所述的密封帽底部设有与密封导气杆中部外螺纹对应的内螺纹，所述的通气孔处设有外螺纹，并在密封顶帽上设有与通气孔的外螺纹对应的内螺纹。
2.根据权利要求1所述的一种气体收集与测量装置的接头，其特征在于：所述的密封导气杆的上部外形为三段圆柱形，从下往上三段圆柱形的直径依次递减，导气槽的上端开口位于密封导气杆顶部侧壁上，所述的密封帽内壁与密封导气杆的上部外形对应。
3.根据权利要求2所述的一种气体收集与测量装置的接头，其特征在于：所述的导气槽设有两个上端开口，分别设置在密封导气杆顶部两侧。
4.根据权利要求1所述的一种气体收集与测量装置的接头，其特征在于：所述的密封帽与密封导气杆接触处安装有五个密封圈，密封导气杆底部设有两个密封圈。
5.根据权利要求1所述的一种气体收集与测量装置的接头，其特征在于：所述的密封帽底部以及密封导气杆中部外螺纹下方的横截面外轮廓均为六边形。
6.根据权利要求1所述的一种气体收集与测量装置的接头，其特征在于：所述的密封帽为圆柱形加球顶设计。
7.一种权利要求1-6中任一项所述气体收集和测量装置的接头的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
A.将密封导气杆底部与取芯桶连接，并向导气槽内注满溶液；
B.将密封帽与密封导气杆上部连接，使密封帽封闭导气槽上端开口，并通过通气孔向密封帽内注满溶液；
C.用密封顶帽封住密封帽的通气孔；
D.采集气体；
E.采集完成后，打开密封顶帽，将天然气收集装置连接至通气孔处，转动密封帽使通气孔与导气槽导通，取芯桶内气体进入天然气收集装置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述的步骤A之前先在密封顶帽与密封帽连接处、密封帽与密封导气杆连接处以及密封导气杆底部安装密封圈。
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