CN105903506A - 页岩气、煤层气移动实验室 - Google Patents

Abstract

一种页岩气、煤层气移动实验室，属于页岩气、煤层气实验技术领域，包括汽车和实验设备，汽车上设置有容纳室，实验设备包括实验台、实验座、实验灯、样品罐以及电力设备，实验台、实验座以及样品罐分别设置于容纳室的底部，实验灯设置于容纳室的顶部且位于实验台的正上方，电力设备包括发电机和卷线盘，发电机和卷线盘分别放置于容纳室的底部。本移动实验室开创性地将实验设备集成于可移动的汽车中，使实验环境等条件因素变得可控、可以随采样地点迁移，以便样品采集后及时地进行含气性测定及气体组分分析实验，减少样品在运输过程中受到损坏或污染的可能性，同时有效提高实验数据的精准性及工作效率。

Description

页岩气、煤层气移动实验室

技术领域

本发明涉及页岩气、煤层气实验技术领域，具体而言，涉及页岩气、煤层气移动实验室。

背景技术

现有的煤层气、页岩气实验室大多是固定的，无法移动，而实验样本的采样地点基本都是离实验室较远的地方，这样就会存在以下一些问题：

第一，实验环境条件难以保障。工作人员只能在风吹日晒及“脏、乱、差”的环境下作业；仪器设备的用电需要到处拉电线，存在安全隐患，且电压往往又不稳定，旧设备无法给样品提供稳定的温度条件等。第二，测试数据的精准性无法保障。一方面是因为环境温度、湿度条件不可控引起的；另一方面是旧设备本身无法提供稳定的温压条件导致的；再一方面样品从现场运回实验室由于途中的不确定性因素可能会使室内的残余气测定引入较大的误差，同时无法保障气体组分及残余气测定的及时性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种页岩气、煤层气移动实验室，其能够自由移动到采样地点，以便样品采集后及时进行实验，从而有效降低实验的成本，同时提高实验数据的精准性，同时提高工作效率。

本发明的实施例是这样实现的：

一种页岩气、煤层气移动实验室，其包括汽车和实验设备，汽车上设置有容纳室，实验设备包括实验台、实验座、实验灯、样品罐以及电力设备，实验台、实验座以及样品罐分别设置于容纳室的底部，实验灯设置于容纳室的顶部且位于实验台的正上方，电力设备包括发电机和卷线盘，发电机和卷线盘分别放置于容纳室的底部，卷线盘上设置有电线。

在本发明较佳的实施例中，容纳室内设置有用于提高实验台和实验座的稳定性的限位结构。

在本发明较佳的实施例中，限位结构包括多个第一连接板和第二连接板，多个第一连接板分别设置于实验台的边缘，多个第二连接板分别设置于实验座的边缘，多个第一连接板和第二连接板均通过第一螺栓连接于容纳室的内壁上。

在本发明较佳的实施例中，限位结构包括设置于容纳室底部的多个第一凸台和第二凸台，多个第一凸台分别抵住实验台的底部侧壁，多个第二凸台分别抵住实验座的底部侧壁。

在本发明较佳的实施例中，实验台的下部设置有放置腔，发电机通过滑动结构滑动连接于放置腔内，汽车的侧壁上设置有与放置腔连通的进出口和用于遮挡进出口的开闭门，当开闭门打开时，发电机能通过进出口滑出放置腔。

在本发明较佳的实施例中，滑动结构包括滑轨和滑板，滑轨固定连接于放置腔的底部，滑板滑动连接于滑轨上，发电机的底部固定连接于滑板上。

在本发明较佳的实施例中，开闭门的顶部转动连接于进出口的顶壁上，底部可拆卸连接于进出口的侧壁上。

在本发明较佳的实施例中，实验台和实验座上均设置有多个用于放置样品罐的储物柜。

在本发明较佳的实施例中，卷线盘包括底座、第一挡板、第二挡板、中心轴以及滚筒，第一挡板和第二挡板分别固定连接于底座上，中心轴的两端分别固定连接于第一挡板和第二挡板的中心，滚筒转动连接于中心轴的外壁上且位于第一挡板和第二挡板之间，电线缠绕于转轴上。

在本发明较佳的实施例中，汽车上设置有多个用于固定卷线盘的固定器，固定器包括两个相对设置的塑料卡件，两个塑料卡件共同形成与底座匹配的固定腔。

本发明实施例的有益效果是：

本页岩气、煤层气移动实验室开创性地将实验设备集成于可移动的汽车中，实验室可以随采样地点迁移，有利于样品采集后及时地进行含气性测定及气体组分分析实验，减少样品在运输过程中受到损坏或污染的可能性，同时有效提高实验数据的精准性及工作效率，弥补现有技术的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的页岩气、煤层气移动实验室的内部结构图；

图2为本发明第一实施例提供的汽车侧壁对应发电机部位的局部示意图；

图3为本发明第一实施例提供的帐篷使用时的结构示意图。

附图标记汇总：

汽车100；容纳室110；

实验台200；

实验座300；

实验灯400；

柴油发电机500；

卷线盘600；钢条610；

滑轨700；滑板710；

固定片800；

第二螺栓900。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例：

请参照图1，本实施例提供一种页岩气、煤层气移动实验室，其包括汽车100和实验设备。

其中，汽车100的内部除了设置有驾驶室外，还设置有容纳室110，容纳室110的体积应当足够大，以便容纳实验设备。

实验设备则包括实验台200、实验座300、实验灯400、样品罐以及电力设备。具体地，实验台200为现有技术，用于对采集的页岩气、煤层气进行实验和测试，其整体呈长方体形且紧贴容纳室110的左侧内壁和底部。

实验座300也为现有技术，用于方便实验相关人员的休息，其整体呈长方体形且紧贴汽车100的容纳室110的右侧内壁和底部。

样品罐也为现有技术，用于采集和储存页岩气和煤层气等样品。样品罐有多个且分别设置于容纳室110的底部。

进一步地，为了提高提高实验台200和实验座300在汽车100移动过程中的稳定性，避免实验台200和实验座300因移动过程中强烈抖动而发生损坏等，本容纳室110内还设置有限位结构，限位结构可以有效限制实验台200和实验座300的位置，保证实验台200和实验座300在汽车100移动过程中的稳定性。

上述限位结构可以采用各种形式，只要其对实验台200和实验座300具有有效的限位功能即可。本实施例中，限位结构包括多个第一连接板和第二连接板，多个第一连接板和第二连接板均为金属材质且呈长方形。其中，多个第一连接板分别焊接于实验台200靠近容纳室110左侧内壁的边缘。每个第一连接板上均设置有多个安装通孔，多个安装通孔均为圆形孔，且沿相应的第一连接板的长度方向均匀间隔设置，上述每个安装通孔内均配合有第一螺栓，容纳室110的左侧内壁对应多个第一连接板的部位设置有多个第一螺孔，上述多个第一螺孔与第一连接板的多个第一螺栓一一对应且锁紧。

多个第二连接板分别焊接于实验座300靠近容纳室110右侧内壁的边缘。每个第二连接板上均设置有多个安装通孔，多个安装通孔沿相应的第二连接板的长度方向均匀间隔设置，上述每个安装通孔内均配合有第一螺栓，容纳室110的右侧内壁对应多个第二连接板的部位也设置有多个第一螺孔，上述多个第一螺孔与第二连接板的多个第一螺栓一一匹配且锁紧。

采用上述第一连接板、第二连接板以及第一螺栓作为限位结构的目的在于其连接稳定的特点，可以提高实现实验台200和实验座300的稳定性，同时由于其具有装拆方便的特点，因此也便于实验台200和实验座300的移动和维修。

进一步地，为了提高整个容纳室110的容纳和储物能力，本实施例中，实验台200和实验座300上均设置有多个用于放置样品罐的储物柜，多个储物柜分别沿实验台200和实验座300的长度方向连续设置。储物柜的设置可以节省和腾出多个样品罐所占的空间，从而从很大程度上提高本容纳室110的存储能力。

当然，需要说明的是，除了储存样品罐外，上述多个储物柜也可以储存一些其他实验相关的器具和实验人员的生活用品等。储存时，可以在每个储物罐的门上贴上标签，上面写上存放物品的类型，以方便各种物品的取放，同时避免实验相关器具和其它物品相互污染。

实验灯400也为现有技术，其整体呈圆盘状且有多个，多个实验灯400沿汽车100的长度方向间隔设置于容纳室110的顶部，多个实验灯400均位于实验台200的正上方且对应实验台200顶部的不同部位，以实现全方位的照明。

参照图2，电力设备主要用于为实验台200和实验灯400提供电能，其包括发电机和卷线盘600，发电机和卷线盘600分别放置于容纳室110的底部。其中，发电机为柴油发电机500(其它实施例中，也可以选用其它发电机，具体根据实际情况选择)，柴油发电机500是一种小型发电设备，指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械，其体积小、灵活、轻便、便于操作等特点，非常适合野外工作环境。

为了节省柴油发电机500占据容纳室110的空间，本实施例中，实验台200的下部设置有放置腔，柴油发电机500在未启用时放置于放置腔内。

为了方便柴油发电机500需要启用时能够快速地从放置腔内移动到汽车100外部，本实施例中，柴油发电机500通过滑动结构滑动连接于放置腔内的。

具体地，滑动结构有很多，本实施例中，滑动结构包括滑轨700和滑板710。滑轨700包括两根直线型的导向杆，两个导向杆分别通过螺栓固定连接于放置腔的底部。两个导向杆相互平行且长度方向与汽车100的宽度方向相同。两根导向杆相对的侧壁上分别设置有导向槽，两个限位凹槽共同形成供滑板710滑动的滑道。滑板710呈平板状且沿汽车100宽度方向的两侧分别滑动连接于两根导向杆的导向槽内。柴油发电机500的底部通过螺栓固定连接于滑板710上。

这样设置滑动结构的目的在于其具有结构简单，安装方便，滑动流畅平稳的特点，可以轻松实现柴油发电机500的滑进滑出。

同时，除了在放置腔内设置滑动结构外，汽车100的侧壁上设置有与放置腔连通的进出口和用于遮挡进出口的开闭门，开闭门为汽车100侧壁的一部分，其顶部通过铰链转动连接于进出口的顶壁上，底部通过锁具可拆卸连接于进出口的侧壁上。

当需要使用柴油发电机500时，打开锁具，转动开闭门，露出进出口，将柴油发电机500即可通过进出口滑出放置腔。当不需要使用柴油发电机500时，转动开闭门封闭进出口即可，此时，开闭门的外壁与汽车100的外壁齐平，以保证本页岩气、煤层气移动实验室外形的美观性。

本实施例中，卷线盘600主要用于收纳电线，而电线用于连接外部电源以便为本移动实验室供电。具体地，卷线盘600包括底座、第一挡板、第二挡板、中心轴以及滚筒。其中，底座采用截面为圆形的钢条610弯折形成，上述截面指的是垂直于钢条610延伸方向的平面。第一挡板和第二挡板均呈圆盘状且分别固定连接于底座上，第一挡板和第二挡板的圆心位于同一直线上。中心轴呈圆柱形且两端分别固定连接于第一挡板和第二挡板的圆心处。滚筒呈圆柱形且内部设置有与中心轴匹配的轴孔，滚筒通过上述轴孔转动连接于中心轴的外壁。滚筒位于第一挡板和第二挡板之间，电线缠绕于上述滚筒的外壁上。

采用上述结构设置卷线盘600的目的在于其具有结构简单，自重小，方便携带的特点，非常适合野外使用。

进一步地，为了提高卷线盘600在汽车100移过程中的稳定性，防止卷线盘600抖动伤人或者损坏，容纳室110的底部设置有用于稳定卷线盘600的固定器，固定器包括两个相对设置的塑料卡件，两个塑料卡件共同形成与上述底座匹配的固定腔，卷线盘600的底座可以卡入上述固定腔内，从而实现卷线盘600的固定。

综上所述，本页岩气、煤层气移动实验室开创性地将实验设备集成于可移动的汽车100中，实验室可以随采样地点的变更而迁移，有利于样品采集后及时地进行含气性测定及气体组分分析实验，减少样品在运输过程中受到损坏或污染的可能性，从而有效提高实验数据的精准性及工作效率，弥补现有技术的缺陷。

同时，本页岩气、煤层气移动实验室还具有以下优点：

一、完善实验环境条件。一方面，实验现场的湿度、温度、安全等因素由不可控变为可控。具体地，本汽车100的容纳室110内设置有温度传感器、湿度传感器、气体检测装置、控制器、空调系统以及报警系统，温度传感器、湿度传感器、气体检测装置分别与控制器连接，空调系统和报警系统分别与控制器连接。当温度传感器检测到容纳室110内温度高于或者低于设定值时或者当湿度传感器检测到容纳室110内湿度高于或者低于设定值时，控制器就会开启空调系统，从而调节容纳室110的温度和湿度，使其处于合适的范围内；当气体检测装置检测到容纳室110内有页岩气，煤层气等可燃气体泄漏时，控制器就会启动报警系统进行报警，以提醒相关人员及时采取措施。同时，容纳室110内配有灭火器等消防设备，以进一步保证整个移动实验室的安全性。

另一方面，保障了现场电源等重要条件。具体地，本移动实验室的电源可以有三种，即外界电源、汽车100自带电源和发电机，具体选择哪种供电方式可以根据实际情况确定。比如有外界电源时，则优先采用外界电源；当没有外界电源时，则采用汽车100自带电源或者发电机发电。同时本容纳室110内还设置有稳压调节和配电设施，可以保证电力的稳定供应。由于本实验室可以自由移动到采样地点，不会受到实验场地的限制，因此其实用性和适用性强，同时也更美观、实用、耐久，成本更低。

二、优化工作环境，方便实验人员休息和办公。具体地，实验座的顶部设置有软垫，以便实验人员坐下休息；同时，参照图3，容纳室110内还配有可移动的便携式办公桌150，当容纳室110内空间不够时，可以将便携式办公桌150移动至汽车100外进行办公作业，从而有效扩宽办公区域。同时，汽车100的外壁顶部设置有可伸缩的帐篷，帐篷包括收纳筒120、篷布130以及可转动的支杆140，收纳筒120固定安装于汽车100的外壁上，支杆140有两根且分别连接于篷布130上，帐篷未使用时，篷布130收纳于收纳筒120内，支杆140水平紧贴收纳筒120外壁，当需要使用时，篷布130可以从收纳筒120内拉出，拉出后转动支杆140，使其竖直支撑于地面，这样就可以配合便携式办公桌150形成一个简易的户外办公区，有效增大办公区域。

三、提高检测精度。具体地，为了更好地提高检测精度，本实施例中的实验设备可以淘汰旧旧式的解吸仪、解吸罐、残余气研磨装置，而使用自动恒温罐、现场解吸仪、同轴多联降噪球磨机，同时配备便携式安捷伦气相色谱。其中，自动恒温罐可以自主研发也可以购买现有产品，与旧瓦斯罐比，其具有可实现快速取芯以缩短装样时间、快速升温以保障足够的解吸时间、温度稳定效果好等优势，从而提高检测精度，而且与现场解吸仪配合起来可同时对多件样品进行解吸作业。现场解吸仪也可以自主研发或者购买现有产品，与旧式的解吸设备比，其具有测试数据更加精准、自动化读数、操作方便、24小时工作、可同时进行多个样品的解吸作业的优势。同轴多联降噪球磨机也可以自主研发或者购买现有产品，与旧球磨机比，其具有研磨效果更好，可同时研磨多个样品的以提高工作效率等优势。便携式安捷伦气相色谱可实现在钻井现场就地检测解吸气的气体组成及含量。与气测录井相结合，可以及时地为钻进决策提供重要参数。

四、可以实现批量操作。具体地，本实验台采用硬件与软件配合，计算机自动化控制作业的方式，可以有效降低人力成本，可以24小时连续作业，提高工作效率实验室。同时，本实验室还设置有远程监控系统，操作人员可以远程监控汽车100的容纳室110的实验情况，而无需相关人员频繁上下车查看和操作，进一步提高工作效率。

五、具有很强的可扩展性。本移动实验室的部分实验相关设备可以更换为其它功能的设备，从而用于环境、事故现场、工程、职业卫生等方面的检测。

第二实施例：

本实施例提供一种页岩气、煤层气移动实验室，其整体构造、工作原理以及取得的技术效果与第一实施例基本相同，不同之处在于限位结构的具体形式。

本实施例中，限位结构包括设置于容纳室110底部的多个第一凸台和第二凸台，多个第一凸台分别抵住实验台200的底部侧壁，多个第二凸台分别抵住实验座300的底部侧壁。

这样设置限位结构的目的在于其结构简单，成本低廉，且对实验台200和实验座300同样具有良好的稳定效果。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种页岩气、煤层气移动实验室，其特征在于，包括汽车和实验设备，所述汽车上设置有容纳室，所述实验设备包括实验台、实验座、实验灯、样品罐以及电力设备，所述实验台、所述实验座以及所述样品罐分别设置于所述容纳室的底部，所述实验灯设置于所述容纳室的顶部且位于所述实验台的正上方，所述电力设备包括发电机和卷线盘，所述发电机和卷线盘分别放置于所述容纳室的底部，所述卷线盘上设置有电线。

2.根据权利要求1所述的页岩气、煤层气移动实验室，其特征在于，所述容纳室内设置有用于提高所述实验台和所述实验座的稳定性的限位结构。

3.根据权利要求2所述的页岩气、煤层气移动实验室，其特征在于，所述限位结构包括多个第一连接板和第二连接板，多个所述第一连接板分别设置于所述实验台的边缘，多个所述第二连接板分别设置于所述实验座的边缘，所述多个第一连接板和第二连接板均通过第一螺栓连接于所述容纳室的内壁上。

4.根据权利要求2所述的页岩气、煤层气移动实验室，其特征在于，所述限位结构包括设置于所述容纳室底部的多个第一凸台和第二凸台，多个所述第一凸台分别抵住所述实验台的底部侧壁，多个所述第二凸台分别抵住所述实验座的底部侧壁。

5.根据权利要求1所述的页岩气、煤层气移动实验室，其特征在于，所述实验台的下部设置有放置腔，所述发电机通过滑动结构滑动连接于所述放置腔内，所述汽车的侧壁上设置有与所述放置腔连通的进出口和用于遮挡所述进出口的开闭门，当所述开闭门打开时，所述发电机能通过所述进出口滑出所述放置腔。

6.根据权利要求5所述的页岩气、煤层气移动实验室，其特征在于，所述滑动结构包括滑轨和滑板，所述滑轨固定连接于所述放置腔的底部，所述滑板滑动连接于所述滑轨上，所述发电机的底部固定连接于所述滑板上。

7.根据权利要求5所述的页岩气、煤层气移动实验室，其特征在于，所述开闭门的顶部转动连接于所述进出口的顶壁上，底部可拆卸连接于所述进出口的侧壁上。

8.根据权利要求1所述的页岩气、煤层气移动实验室，其特征在于，所述实验台和实验座上均设置有多个用于放置所述样品罐的储物柜。

9.根据权利要求1所述的页岩气、煤层气移动实验室，其特征在于，所述卷线盘包括底座、第一挡板、第二挡板、中心轴以及滚筒，所述第一挡板和所述第二挡板分别固定连接于所述底座上，所述中心轴的两端分别固定连接于所述第一挡板和所述第二挡板的中心，所述滚筒转动连接于所述中心轴的外壁上且位于所述第一挡板和所述第二挡板之间，所述电线缠绕于所述转轴上。

10.根据权利要求9所述的页岩气、煤层气移动实验室，其特征在于，所述汽车上设置有多个用于固定所述卷线盘的固定器，所述固定器包括两个相对设置的塑料卡件，两个所述塑料卡件共同形成与所述底座匹配的固定腔。