CN105241784A

CN105241784A - 一种可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐

Info

Publication number: CN105241784A
Application number: CN201510652071.4A
Authority: CN
Inventors: 李波; 赵海侗; 张东霄; 张萌; 王锡霖; 范勇; 邱琳琳
Original assignee: China University of Geosciences
Current assignee: China University of Geosciences
Priority date: 2015-10-10
Filing date: 2015-10-10
Publication date: 2016-01-13

Abstract

本发明涉及一种可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐，包括压力调节阀、快速插拔接头、连接套、球阀、解吸罐盖、螺栓、螺母、接线插口、解吸罐外筒、内筒、履带式加热层、O型圈、温度和压力传感器。解吸罐采用O型圈密封，具有良好的密封保压性能；压力调节阀用以调控罐体内的压力；设履带式加热层、接线插口，方便与外部控制器连接，可调控罐内温度；温度传感器及压力传感器用以测量罐内温度和压力；快速插拔接头方便气体的测量和收集；本发明具有压力、温度实时可调及测量，操作方便，使用安全可靠，为页岩气解吸实验提供了更科学的解吸罐，能够为页岩气损失气评估算法研究以及解吸速率与温度、压力之间的动态平衡关系研究提供科学数据。

Description

一种可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐

技术领域

本发明涉及一种可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐，具体地说是一种能够在页岩气现场解吸实验过程中，根据实验需要可实时调控解吸温度和解吸压力的页岩气解吸罐，属于非常规能源勘测技术领域。

背景技术

页岩气的勘测和开发工作在我国已有长足的发展，页岩气含气量是评价页岩气性及其资源储量的关键参数，目前对页岩含气量的测量以解吸法为主，解吸罐作为该测量方法的核心部件，其功能设计直接影响了测量结果的准确性、可用性以及研究价值。在中国发明专利ZL201410161478.2中公开了一种全自动页岩含气量测试分析仪，该发明中涉及了一种解吸罐，该解吸罐由罐体、罐盖、快速夹具、快速接头、温度传感器组成，能够实现保压、测温、解吸等功能，但是该解吸罐并不具备压力调节和温度调节功能。在中国实用新型专利201420752404.1中公开了一种高压密封解吸罐，该解吸罐避免了常规解吸罐空余体积过大、密封不严所造成的测量误差，但不具备温度、压力调节功能。在实用新型专利201420451718.8中公开了一种加热解吸罐，通过该装置，可以保证煤层气、页岩气中吸附气的解吸过程处于设定温度调节下，保证样品稳定解吸，但不具备压力调节功能。

以上公开的三种解吸罐均没有对解吸压力调节控制功能，且有的解吸罐不具备温度调节控制功能，而解吸温度和压力调节控制这两项功能的实现对于页岩气损失气评估、页岩气解吸过程评价有着至关重要的作用，通过设定不同压力、不同温度条件下的页岩气解吸实验，可以得到在不同压力、不同温度下的页岩气解吸速率，进而为整个解吸过程的反演推算提供数据支撑。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术存在解吸罐压力调节功能、温度控制调节功能上的缺失或不足的问题，而提供一种能够在2～10MPa压力、0～500℃温度范围内可任意调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐，设有解吸罐外筒、内筒、解吸罐盖、螺栓、螺母、O型圈、快速插拔接头、压力传感器、温度传感器和接线插口，所述的解吸罐内筒与解吸罐盖通过四组螺栓、螺母连接，解吸罐内筒与解吸罐盖之间通过O型圈密封，压力传感器和温度传感器均通过螺纹安装在解吸罐盖上；所述的解吸罐还设有压力调节阀、连接套A、连接套B、球阀和履带式加热层；所述的压力调节阀通过连接套B和球阀安装在解吸罐盖上；压力调节阀的上端设有阀螺帽，压力调节阀的侧面设有的出气孔端通过连接套A连接快速插拔接头，压力调节阀的下端通过连接套B连接球阀；通过压力调节阀的阀螺帽调节解吸罐内部气体的压力，实现实时控制解吸罐内部页岩样品的解吸压力；所述的快速插拔接头方便于外部设备收集和测量解吸罐释放的气体；所述的解吸罐外筒安装在内筒外，且解吸罐外筒与内筒的圆筒壁之间安装有履带式加热层；所述的解吸罐外筒上还设有接线插口，接线插口为履带式加热层引出数据线和电源线。

所述的接线插口通过连接外部的电源和温度控制器，控制履带式加热层对解吸罐内部加热的温度。

所述的快速插拔接头未与外部接头连接时处于关闭状态，与外部接头连接时处于打开状态。

所述的阀螺帽顺时针旋转为调大解吸罐内压力，逆时针旋转为调小压力。

本发明的可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐与现有技术相比具有的有益效果：

⑴、本发明的可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐，在解吸罐内筒与解吸罐盖之间采用O型圈密封结构及外部采用四组螺栓、螺母牢固连接，保证了整个解吸罐罐体的密封性，通过安装的压力传感器、温度传感器可实时检测解吸罐内部的实际压力和温度，使测量数据更加及时准确。

⑵、本发明的页岩气解吸罐通过旋转压力调节阀的阀螺帽可以方便调节控制解吸罐内气体的压力，进而控制页岩气样品的解吸压力；压力调节阀出气孔安装有快速插拔接头，方便外部设备收集解吸罐内的气体。

⑶、本发明的页岩气解吸罐通过外部温度控制器控制履带式加热层的加热状况实现对解吸罐内部的温度可调节控制。

⑷、本发明的页岩气解吸罐结构科学，使用方便、简单快速，且能够在2～10MPa压力、0～500℃温度范围内任意调控解吸温度和压力。

附图说明

图1为本发明的可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐外观结构示意图。

图2为本发明的页岩气解吸罐局部剖面结构示意图。

上述图中：1-压力调节阀；2-快速插拔接头；3-连接套A；4-连接套B；5-球阀；6-解吸罐盖；7-螺栓；8-螺母；9-接线插口；10-解吸罐外筒；11-履带式加热层；12-内筒；13-O型圈；14-压力传感器；15-温度传感器；16-阀螺帽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的作进一步说明，但本发明的实施不限于此。

实施例1：本发明提供一种可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐，其整体外观及结构如图1、2所示，设有压力调节阀1、快速插拔接头2、连接套A3、连接套B4、球阀5、解吸罐盖6、螺栓7、螺母8、接线插口9、解吸罐外筒10、履带式加热层11、内筒12、O型圈13、压力传感器14、温度传感器15；所述的压力调节阀通过连接套B4和球阀5安装在解吸罐盖6上；压力调节阀1的上端设有阀螺帽16，压力调节阀1侧面的出气孔端通过连接套A3连接有快速插拔接头2；压力调节阀的下端通过连接套B4连接球阀5；通过调节压力调节阀1的阀螺帽16可调节解吸罐内部气体的压力，顺时针旋转阀螺帽为调大解吸罐内压力，逆时针旋转为调小压力，这样可实时控制解吸罐内部页岩样品的解吸压力；使用快速插拔接头2可方便外部设备收集解吸罐释放的气体和测量溢出气体的体积；快速插拔接头2为未与外部接头连接时处于关闭状态，与外部接头连接时处于打开状态。所述的压力传感器14和温度传感器15安装于解吸罐盖6上；压力传感器和温度传感器为上位机提供解吸罐内的压力和温度数据。所述的解吸罐外筒10安装在内筒12外侧，且解吸罐外筒与内筒的圆筒壁之间安装有履带式加热层11。

所述的解吸罐内筒12与解吸罐盖6通过四组螺栓7、螺母8牢固连接，解吸罐内筒12与解吸罐盖6中间由O型圈13密封，这两措施使解吸罐可以承受2～10MPa压力，及适应0～500℃温度变化；所述的解吸罐外筒上设有接线插口，接线插口9为履带式加热层11引出数据线和电源线，可通过接线插口连接外部电源和温度控制器，用于控制履带加热层的加热温度。

实施例2：应用实施例1提供的一种可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐进行野外现场页岩气解吸实验工作。

具体的操作过程是：将刚提钻取出的页岩岩芯清洗干净放入解吸罐中；将饱和食盐水(如需高温加热则放入加热油)装满解吸罐；盖好解吸罐盖6，并拧紧四组的螺栓7、螺母8，将解吸罐盖6与解吸罐内筒12紧密连接；调节压力调节阀1上端的阀螺帽16，顺时针旋转为调大解吸罐内压力，逆时针旋转为调小压力，直至所需压力；将接线插口9与外部电源和温度控制器连接，调节解吸罐内部温度；快速插拔接头2连接至专用页岩气测试仪器；打开球阀5(球形开关阀)开始压力和温度的测量；测量工作完成后，关闭球阀5，用压力调节阀1将罐内压力调小，再打开球阀5，依次进行多次调节和放气直至解吸罐内部压力为零即可打开解吸罐。

本发明的页岩气解吸罐设计科学，使用方便、简单快速，密封性能良好，快速插拔接头和接线插口的设计，方便解吸罐与外部设备的连接操作，实现了解吸罐在2～10MPa压力、0～500℃温度范围内解吸温度和压力的任意调控，为页岩气含气量实验研究提供了重要设备和方法。

Claims

1.一种可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐，设有解吸罐外筒、内筒、解吸罐盖、螺栓、螺母、O型圈、快速插拔接头、压力传感器、温度传感器和接线插口，所述的解吸罐内筒与解吸罐盖通过四组螺栓、螺母连接，解吸罐内筒与解吸罐盖之间通过O型圈密封，压力传感器和温度传感器均通过螺纹安装在解吸罐盖上；其特征在于：所述的解吸罐还设有压力调节阀、连接套A、连接套B、球阀和履带式加热层；所述的压力调节阀通过连接套B和球阀安装在解吸罐盖上；压力调节阀的上端设有阀螺帽，压力调节阀的侧面设有的出气孔端通过连接套A连接快速插拔接头，压力调节阀的下端通过连接套B连接球阀；通过压力调节阀的阀螺帽调节解吸罐内部气体的压力，实现实时控制解吸罐内部页岩样品的解吸压力；所述的快速插拔接头方便于外部设备收集和测量解吸罐释放的气体；所述的解吸罐外筒安装在内筒外，且解吸罐外筒与内筒的圆筒壁之间安装有履带式加热层；所述的解吸罐外筒上还设有接线插口，接线插口为履带式加热层引出数据线和电源线。

2.根据权利要求1所述的可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐，其特征在于：所述的接线插口通过连接外部的电源和温度控制器，控制履带式加热层对解吸罐内部加热的温度。

3.根据权利要求1所述的可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐，其特征在于：所述的快速插拔接头为未与外部接头连接时处于关闭状态，与外部接头连接时处于打开状态。

4.根据权利要求1所述的可调控解吸温度和压力的页岩气解吸罐，其特征在于：所述的阀螺帽顺时针旋转为调大解吸罐内压力，逆时针旋转为调小压力。