CN103913398A - 泥页岩含气量检测用解析罐、检测装置及检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泥页岩含气量检测用解析罐、检测装置及检测系统。该解析罐包括第一分罐体和第二分罐体；第一分罐体内表面形成有N个第一凸环，第二分罐体内形成有N个第二凸环；第一分罐体和第二分罐体对接围成一个中空的用于容置泥页岩试样的密封罐体，且N个第一凸环和第二凸环一一对接形成N个、用于将泥页岩试样与密封罐体之间空间分隔为N+1个独立空腔的分隔筋板；第一分罐体或第二分罐体上还设有用于将独立空腔连通至外部的接口。该解析罐可以实现对泥页岩试样各部分所释放的气体量进行分别测量，从而获得试样不同位置的含气量值，有利于更客观、精准、全面地评估页岩气的可开采性。

Description

泥页岩含气量检测用解析罐、检测装置及检测系统

技术领域

本发明涉及地质检测技术，尤其涉及一种泥页岩含气量检测用解析罐、检测装置及检测系统。

背景技术

页岩气是是从页岩地层中开采出来的一种重要的非常规天然气资源。页岩气以吸附、游离和溶解三种状态存在于泥页岩中，但具体赋存在泥页岩中的哪些位置，含气量等不确定，造成了页岩气的开采困难。

为了了解泥页岩中赋存页岩气的情况，现有技术中需要通过采集实际地点的部分泥页岩作为试样，对该试样进行检测，并根据检测结果分析该处泥页岩中页岩气的可开采性。

现有技术一般采用排水法对泥页岩试样进行检测。具体地，将泥页岩试样放入装满饱和食盐水的容器中，并将容器密封；将容器顶部连接一导管，导管的末端插入到一个倒置于水槽中的、装满水的量筒中，当气体从密封的容器中排出，经导管进入到量筒时，气体在浮力作用下到达量筒顶部，向下排开量筒中的水，因此，通过测量量筒刻度就可以获取排出气体的体积，进而计算获得该块试样的含气量。

但是，这种方式只能测出泥页岩试样整体释放出来的气体量，进而也仅能据此得出该泥页岩试样整体的含气量。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种泥页岩含气量检测用解析罐、检测装置及检测系统，实现对泥页岩试样各部分含气量分别检测。

本发明的第一个方面是提供一种泥页岩含气量检测用解析罐，包括第一分罐体和第二分罐体；所述第一分罐体内表面形成有N个第一凸环，所述第二分罐体内形成有N个第二凸环；所述第一分罐体和第二分罐体对接围成一个中空的用于容置泥页岩试样的密封罐体，且N个所述第一凸环和第二凸环一一对接形成N个、用于将所述泥页岩试样与密封罐体之间空间分隔为N+1个独立空腔的分隔筋板，其中N为自然数；所述第一分罐体或第二分罐体上还设有用于将所述独立空腔连通至外部的接口。

本发明的另一个方面是提供一种泥页岩含气量检测用检测装置，包括：

如本发明所述的泥页岩含气量检测用解析罐，以及

连接在所述解析罐的各接口上的、用于获取所述导管内气体流量的气体流量计。

本发明的又一个方面是提供一种泥页岩含气量用检测系统，包括：

如本发明所述的泥页岩含气量检测用检测装置、数据传输接口、控制器以及存储器；

各所述气体流量计分别通过所述数据传输接口与所述控制器连接，用于获取所述检测装置的各接口的气体量并输出给所述控制器；

所述控制器，用于将所述气体量存储在所述存储器中。

本发明提供的泥页岩含气量检测用解析罐、检测装置及检测系统，通过将解析罐设置成分体的、带有N个分隔筋板的密封罐体，能够在完全密封泥页岩试样的同时、还可以将泥页岩试样周围空间分隔为互不连通的N+1个独立空腔，实现了分别获得各独立空腔所释放的气体量，从而可以确定泥页岩试样各部分所对应的含气量，有利于更准确、全面、客观评价页岩气的可开采性。

附图说明

图1为本发明泥页岩含气量检测用解析罐实施例的立体图；

图2为图1中第一分罐体的结构主视示意图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1中第二分罐体的结构俯视图；

图5为本发明泥页岩含气量检测用检测装置实施例的结构示意图；

图6为本发明泥页岩含气量用检测系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明泥页岩含气量检测用解析罐实施例的立体图；图2为图1中第一分罐体的结构主视示意图；请参照图1-2，本实施例提供一种泥页岩含气量检测用解析罐，包括第一分罐体1和第二分罐体2；第一分罐体1内表面形成有N个第一凸环11，第二分罐体内形成有N个第二凸环21；第一分罐体1和第二分罐体2对接围成一个中空的用于容置泥页岩试样的密封罐体10，且N个第一凸环11和第二凸环21一一对接形成N个、用于将上述泥页岩试样与密封罐体10之间空间分隔为N+1个独立空腔的分隔筋板22，其中N为自然数；第一分罐体1或第二分罐体2上还设有用于将上述独立空腔连通至外部的接口103。

具体地，密封罐体10可以为中空的壳体状，其具体形状可以根据待测泥页岩试样的形状确定，例如可以为棱柱状或圆柱状；且第一分罐体1和第二分罐体2可以分别对应于将密封罐体10以一平面剖开后所形成的两部分的形状，以保证第一分罐体1和第二分罐体2拼接到一起后可以围成能够容置泥页岩试样、且使泥页岩周围与密封罐体10内表面之间形成间隙的内部空腔。

优选地，第一分罐体1和第二分罐体2均可以为半圆柱状，第一凸环11和第二凸环21均为半圆环，第一分罐体1和第二分罐体1拼接形成圆柱筒状的密封罐体10时，第一凸环11和对应的第二凸环21对接形成圆环状的分隔筋板22，且N个分隔筋板22沿轴向排列。其中，轴向即指圆柱状的密封罐体10的中心轴延伸方向（也是第一分罐体1或第二分罐体2的母线延伸方向）。即，第一分罐体1和第二分罐体2均包括半圆状的顶面和底面以及形成于该顶面和底面之间的圆弧面围成，圆弧面凸出的外侧面在拼接后构成密封罐体10的圆柱状的外侧面，圆弧面内凹的内侧面在拼接后构成密封罐体10的圆柱状的内侧面；第一分罐体1的圆弧面内凹的内侧面上固定设置有沿周向延伸的第一凸环11，第二分罐体2的圆弧面内凹的内侧面上固定设置有沿周向延伸的第二凸环21（其中周向是指圆弧面上垂直与母线的圆周方向）；N个第一凸环11或N个第二凸环21可分别沿轴向等间隔排列，且保证第一凸环11在第一分罐体1上的位置与第二凸环21在第二分罐体2上的位置相匹配，以使第一分罐体1和第二分罐体2拼接后N个第一凸环1和N个第二凸环2一一对接形成圆环。

需要说明的是，每个第一凸环1伸出第一分罐体内侧面的长度、以及每个第二凸环2伸出第二分罐体内侧面的长度可相等，以使各第一凸环1和第二凸环2形成的大小相同的分隔筋板22，从而沿轴向排列的各分隔筋板22内侧面形成用于与圆柱状的泥页岩试样的侧面接触的圆柱面。并且，N可以根据待测泥页岩试样的大小等具体测试场景确定，可以理解的是，当猜测地泥页岩厚度较大而所采集的泥页岩试样的高度较高时，可以将N取更大的值。一般而言，N可以在8～15范围内。

进一步地，接口103可以为N+1个，且使N个分隔筋板22分别位于相邻的接口103之间，以保证各独立空腔分别对应一个接口103。另外，每个接口103上还可分别连接橡胶管，以便于连接传感器等用于检测独立空腔内气体量的元件。

利用本实施例提供的泥页岩含气量检测用解析罐进行测试的具体过程可以为，将泥页岩试样放入到第一分罐体1和第二分罐体2中，并使第一分罐体1和第二分罐体2紧密扣合形成密封罐体10，此时，泥页岩试样容纳于密封罐体10中，且泥页岩试样侧面与各分隔筋板22内侧面紧密接触，使得泥页岩试样侧面与密封罐体10之间形成的空间被N各分隔筋板22分隔为互不连通的N+1个独立空腔，其中，每个独立空腔对应一个接口103；后续即可将每个接口上连接一个用于测量气体输出量的传感器，例如气体流量计，以获得在N+1个独立空腔中输出的气体的量，从而根据该气体的量的值计算确定泥页岩试样对应各独立空腔的部分的含气量。例如，利用第K个独立空腔对应的气体流量计测得的第K个气体量，除以泥页岩试样对应第K个独立空腔部分的质量，即可获得泥页岩试验对应第K个独立空腔的部分的含气量；其中1≤K≤N+1，由此便可获得泥页岩试样分别对应N+1个独立空腔的N+1部分的含气量。其中泥页岩试样对应第K个独立空腔部分的质量可以通过称重、划线等方式结合计算获得。

本实施例提供的泥页岩含气量检测用解析罐，通过分体的、带有N个分隔筋板的密封罐体，能够在完全密封泥页岩试样的同时、还可以将泥页岩试样周围空间分隔为互不连通的N+1个独立空腔，实现了分别获得各独立空腔所释放的气体量，从而可以确定泥页岩试样各部分所对应的含气量，有利于更准确、全面、客观评价页岩气的可开采性。

进一步地，第一凸环11和第二凸环21背离密封罐体10侧面的内侧面固定设置有密封垫。即第一凸环11可以包括互相平行的顶面和底面，以及形成于顶面和底面之间的沿厚度方向延伸的内侧面和外侧面，外侧面与第一分罐体1内侧面固定连接，内侧面则伸入至密封罐体10内，用于与泥页岩试样侧面接触；类似地，第二凸环11也包括互相平行的顶面和底面，以及形成于顶面和底面之间的沿厚度方向延伸的内侧面和外侧面，外侧面与第二分罐体2内侧面固定连接，内侧面则伸入至密封罐体10内，用于与泥页岩试样侧面接触；密封垫则形成于第一凸环1和第二凸环2的内侧面上、并覆盖该内侧面，以使整个分隔筋板22的内侧面的密封垫形成一个完整的、可包围住泥页岩试样的闭环，从而使分隔筋板22与泥页岩试样接触面的密封性更好，更有效地保证了各独立空腔内气体互不影响，进一步提高了最终测得的各部分含气量的准确性。

图2为图1中第一分罐体的结构主视示意图；图3为图1的俯视图；图4为图1中第二分罐体的结构俯视图；在本发明一实施例提供的泥页岩含气量检测用解析罐中，请参照图2-4，第一分罐体1与第二分罐体2可以分别包括沿轴向延伸的第一断面和第二断面；第一分罐体的第一断面与第二分罐体的第一断面对接、且通过若干铰链3铰接；第一分罐体1的第二断面和第二分罐体2的第二断面对接，且通过卡扣固定连接。其中，卡扣可包括可以互相卡合的第一卡扣件41和第二卡扣件42，第一卡扣件可以固定设在第一分罐体1上，第二卡扣件固定设置在第二分罐体2上，以通过第一卡扣件41和第二卡扣件42之间的卡合实现对第一分罐体1和第二分罐体2之间的固定连接。另外，第一分罐体1与第二分罐体2通过铰链3铰接，可以更方便地通过翻转将两者打开或拼接扣合，更加方便了检测操作。

图5为本发明泥页岩含气量检测用检测装置实施例的结构示意图；如图5所示，本发明另一实施例提供一种泥页岩含气量检测用检测装置，包括：

如上任一实施例所述的泥页岩含气量检测用解析罐，以及连接在解析罐的各接口103上的、用于获取导管内气体流量的气体流量计5。

具体地，该气体流量计5独立甲烷敏感型气体微流量计，每个气体流量计入口可以通过橡胶软管51与接口103紧密连接，气体流量计5出口与空气自然联通。其中，气体流量计可选用适用于各类小流量气体的测量和过程控制领域中的、可输出数字信号或模拟电压信号的设备，例如，其量程可以为10标准毫升/分钟，量程比≥100:1，精度±1.5%，响应时间最小为4毫秒，工作电压8～18V（DC），输出方式为RS232或模拟电压0.5～4.5V（DC），以更实时准确记录泥页岩各部分释放出的气体量。

本实施例通过采用气体流量计对解析罐中N+1个独立空间输出的气体量分别进行测量，可以避免现有技术采用排水法时因气体中部分气体可溶于水而引发的测量误差，保证了测得气体量的精度，进而根据多个气体量的值确定更为精确的各含气量值，实现了更准确、客观、全面地评价泥页岩的性能。

图6为本发明泥页岩含气量用检测系统实施例的结构示意图；如图6所示，本发明又一实施例提供一种泥页岩含气量用检测系统，包括：

前述实施例所述的泥页岩含气量检测用检测装置、数据传输接口6、控制器7以及存储器8；各气体流量计5分别通过数据传输接口6与控制器7连接，用于获取检测装置的各接口103的气体量并输出给控制器；控制器7，用于将该气体量存储在存储器8中。

其中，控制器7可以采用单片机，数据传输接口6可以为单片机可控制的串行数据读取单元，存储器8可为电可擦可编程只读存储器（EEROM）；单片机控制串行数据读取单元读取各气体流量计5采集到的气体量、并将这些气体量信号处理后存储到EEROM中；当然，还可以包括与控制器7连接的数据输出串口，以将上述各气体量信号经该数据输出串口传输至电脑中，以供电脑读取后进行计算、分析，进而获得所需的参数指标。

本实施例提供的泥页岩含气量用检测系统，通过利用前述实施例中的解析罐实现了利用气体流量计分别独立采集泥页岩试样各部分释放气体量，并将该气体量读取并存储在存储器中，以方便地对这些气体量参数进行计算、分析，从而获得更精确、全面、客观地能够反映泥页岩性能的一系列检测参数，提高了对泥页岩赋存气体的特征认识的精准性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种泥页岩含气量检测用解析罐，其特征在于，包括第一分罐体和第二分罐体；所述第一分罐体内表面形成有N个第一凸环，所述第二分罐体内形成有N个第二凸环；所述第一分罐体和第二分罐体对接围成一个中空的用于容置泥页岩试样的密封罐体，且N个所述第一凸环和第二凸环一一对接形成N个、用于将所述泥页岩试样与密封罐体之间空间分隔为N+1个独立空腔的分隔筋板，其中N为自然数；所述第一分罐体或第二分罐体上还设有用于将所述独立空腔连通至外部的接口。

2.根据权利要求1所述的泥页岩含气量检测用解析罐，其特征在于，所述第一分罐体和第二分罐体均为半圆柱状，所述第一分罐体和第二分罐体拼接形成圆柱筒状的所述密封罐体；所述第一凸环和第二凸环均为半圆环，所述第一凸环和对应的第二凸环对接形成圆环状的分隔筋板，且N个分隔筋板沿轴向排列。

3.根据权利要求2所述的泥页岩含气量检测用解析罐，其特征在于，所述第一分罐体与第二分罐体分别包括沿轴向延伸的第一断面和第二断面；所述第一分罐体的第一断面与所述第二分罐体的第一断面对接、且通过若干铰链铰接；所述第一分罐体的第二断面和所述第二分罐体的第二断面对接，且通过卡扣固定连接。

4.根据权利要求1-3任一所述的泥页岩含气量检测用解析罐，其特征在于，所述第一凸环和第二凸环背离所述密封罐体侧面的内侧面固定设置有密封垫。

5.根据权利要求4所述的泥页岩含气量检测用解析罐，其特征在于，所述接口为N+1个，每个所述接口上分别连接橡胶管。

6.一种泥页岩含气量检测用检测装置，其特征在于，包括：

如权利要求1-5任一所述的泥页岩含气量检测用解析罐，以及

连接在所述解析罐的各接口上的、用于获取所述导管内气体流量的气体流量计。

7.一种泥页岩含气量用检测系统，其特征在于，包括：

如权利要求6所述的泥页岩含气量检测用检测装置、数据传输接口、控制器以及存储器；

各所述气体流量计分别通过所述数据传输接口与所述控制器连接，用于获取所述检测装置的各接口的气体量并输出给所述控制器；

所述控制器，用于将所述气体量存储在所述存储器中。