CN106908287A - 一种平衡压力的气体采集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种平衡压力的气体采集装置及方法，涉及天然气采集技术领域。装置包括取样器、手动压力泵、第一手动阀和回压阀；该取样器包括一腔体，在腔体上端设置有取样口和用于控制取样口气体通断的第二手动阀；在腔体下端设置有加压口和用于控制加压口气体通断的第三手动阀；在腔体内设置有与腔体接触的活塞；取样口与外部实验装置连接；加压口与回压阀的进口端连接，加压口还通过第一手动阀与手动压力泵连接；手动压力泵还与回压阀的加压端连接。本发明可解决当前的实验室内常用采集天然气样品的容器普遍存在体积较大、采集的样品存在损耗，采样后实验体系不能保持压力平衡的问题。

Description

一种平衡压力的气体采集装置及方法

技术领域

本发明涉及天然气采集技术领域，涉及在保持取样点压力恒定不变的条件下，进行天然气样品的定量采集，尤其涉及一种平衡压力的气体采集装置及方法。

背景技术

当前，随着石油天然气的应用和发展，石油天然气地质实验研究已经成为石油天然气地质基础性研究的重要内容和方法。通过实验研究建立实验变量之间的因果关系，进而可以为石油天然气地质理论的发展提供基础性参数和依据。而作为实现实验研究的实验设备及其辅助设备是其中重要的一环。在天然气生成、聚集和成藏过程中，需要对实验流体(本发明中主要涉及天然气)进行采集，以开展天然气组分、轻烃、碳同位素、氢同位素等分析化验项目，通过分析不同实验条件、同一实验条件不同实验阶段的实验流体变化特征，剖析天然气生成、运聚和成藏的机理，进而指导天然气的勘探与开发生产实践。所以，研发一种既能保证实验数据准确性，又能保障后继实验的继续开展的采气装置，对天然气生成、运聚和成藏的机理性研究具有至关重要的作用。

目前，实验室内常用采集天然气样品的容器有高压钢瓶、盐水玻璃瓶和铝塑气袋。这些取样容器具有各自的缺点：例如，铝塑气袋在采气时通过乳胶软管连接，密封性不足，取样时容易混入空气；其次，充气后，铝塑袋气密性相对较差，天然气组分存在差异性散失；再次铝塑袋对不同的天然气组分具有不同的吸附性，也容易对实验数据造成一定的影响。又例如，盐水玻璃瓶的盐水则会不同程度地溶解天然气，尤其是CO₂和H₂S等气体，对天然气的检测结果也容易造成一定程度的影响。另外，又例如天然气钢瓶能够较好保存天然气样品原有成分，但体积大，对于小气量的成藏实验，使用置换法无法将钢瓶内部空气置换干净，造成实验样品的污染；使用真空虹吸法，又无法保证钢瓶内形成正压，致使样品分析测试时无法取出天然气。另外，上述三种开放式的取样方式会导致取样点的压力发生明显的变化，影响实验条件的稳定。当前，现有技术的气体取样器主要是关于井场、井口使用的取样器，同样为开放式、大体积采样，无法满足实验室采样需求。因此，当前需要一种小体积、样品无损耗、采样后实验体系保持压力平衡的取样装置，以满足实验室内的需求。

发明内容

本发明的实施例提供一种平衡压力的气体采集装置及方法，以解决当前的实验室内常用采集天然气样品的容器普遍存在体积较大、采集的样品存在损耗，采样后实验体系不能保持压力平衡的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种平衡压力的气体采集装置包括取样器、手动压力泵、第一手动阀和回压阀；

所述取样器包括一腔体，在所述腔体上端设置有取样口和用于控制所述取样口气体通断的第二手动阀；在所述腔体下端设置有加压口和用于控制所述加压口气体通断的第三手动阀；在所述腔体内设置有与所述腔体接触的活塞；

所述取样口与外部实验装置连接；所述加压口与所述回压阀的进口端连接，所述加压口还通过所述第一手动阀与所述手动压力泵连接；所述手动压力泵还与所述回压阀的加压端连接。

具体的，所述取样器由不锈钢制成。

具体的，所述腔体的外壁与取样口和第二手动阀的连接处，以及所述腔体的外壁与加压口和第三手动阀的连接处均设置有外部密封圈。

具体的，所述活塞与所述腔体的接触位置设置有内部密封圈。

此外，所述外部密封圈和内部密封圈由氟橡胶制成。

进一步的，所述手动压力泵还连接有用于显示手动压力泵压力的压力表。

此外，所述回压阀还设置有排水口，在所述排水口下端设置有水槽。

一种平衡压力的气体采集方法，应用于上述的平衡压力的气体采集装置；所述方法包括：

打开第一手动阀、第二手动阀和第三手动阀，并通过手动压力泵向加压口加压，以使得取样器的腔体中的活塞移动到腔体顶端，以排空腔体内的空气；

关闭所述第二手动阀，将取样器的取样口接入外部实验装置，通过手动压力泵向加压口加压，以使得所述加压口的气体压力大于所述取样口的气体压力，关闭所述第一手动阀；

打开所述第二手动阀，通过手动压力泵向加压口控制加压口的气体压力逐渐减小，直至回压阀的下端有水流出，停止通过手动压力泵向加压口控制加压口的气体压力，使得外部实验装置的气体进入所述取样口，推动所述活塞向下移动。

本发明实施例提供的一种平衡压力的气体采集装置及方法，首先打开第一手动阀、第二手动阀和第三手动阀，并通过手动压力泵向加压口加压，以使得取样器的腔体中的活塞移动到腔体顶端，以排空腔体内的空气；关闭所述第二手动阀，将取样器的取样口接入外部实验装置，通过手动压力泵向加压口加压，以使得所述加压口的气体压力大于所述取样口的气体压力，关闭所述第一手动阀；打开所述第二手动阀，通过手动压力泵向加压口控制加压口的气体压力逐渐减小，直至回压阀的下端有水流出，停止通过手动压力泵向加压口控制加压口的气体压力，使得外部实验装置的气体进入所述取样口，推动所述活塞向下移动。可见，本发明实施例提供的平衡压力的气体采集装置结构简单，采样后实验体系能够保持压力平衡，避免了当前的实验室内常用采集天然气样品的容器普遍存在体积较大、采集的样品存在损耗，采样后实验体系不能保持压力平衡的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供一种平衡压力的气体采集装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供一种平衡压力的气体采集装置中的取样器的结构示意图；

图3为本发明实施例提供一种平衡压力的气体采集方法的结构示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1所示，本发明实施例提供一种平衡压力的气体采集装置10，包括取样器101、手动压力泵102、第一手动阀103和回压阀104。

所述取样器101包括一腔体105，在所述腔体105上端设置有取样口106和用于控制所述取样口106气体通断的第二手动阀107；在所述腔体105下端设置有加压口108和用于控制所述加压口108气体通断的第三手动阀109；在所述腔体105内设置有与所述腔体105接触的活塞110。

所述取样口106与外部实验装置20连接；所述加压口108与所述回压阀104的进口端(图中未示出)连接，所述加压口108还通过所述第一手动阀103与所述手动压力泵102连接；所述手动压力泵102还与所述回压阀104的加压端(图中未示出)连接。

具体的，所述取样器101可以由不锈钢制成。这样该取样器101可以承受最高70Mpa的压力，能够满足实验室的常规需求。整个腔体105的内容积可以为20ml。

具体的如图2所示，所述腔体105的外壁与取样口106和第二手动阀107的连接处，以及所述腔体105的外壁与加压口108和第三手动阀109的连接处均设置有外部密封圈111。

具体的，如图2所示，所述活塞110与所述腔体105的接触位置设置有内部密封圈112。

此外，所述外部密封圈111和内部密封圈112可以由氟橡胶制成。这样，外部密封圈111能很好的保证取样器101的密闭性，且内部密封圈112可以使活塞110能以较小的阻力上下移动。

进一步的，如图1所示，所述手动压力泵102还连接有用于显示手动压力泵102压力的压力表113。

此外，如图1所示，所述回压阀104还设置有排水口114，在所述排水口114下端设置有水槽115。

通过本发明实施例进行实验检测，该平衡压力的气体采集装置10在取样时能够保持取样点压力恒定不变并且取出的样品的压力和取样点的压力是相同的。

本发明实施例提供的一种平衡压力的气体采集装置，首先打开第一手动阀、第二手动阀和第三手动阀，并通过手动压力泵向加压口加压，以使得取样器的腔体中的活塞移动到腔体顶端，以排空腔体内的空气；关闭所述第二手动阀，将取样器的取样口接入外部实验装置，通过手动压力泵向加压口加压，以使得所述加压口的气体压力大于所述取样口的气体压力，关闭所述第一手动阀；打开所述第二手动阀，通过手动压力泵向加压口控制加压口的气体压力逐渐减小，直至回压阀的下端有水流出，停止通过手动压力泵向加压口控制加压口的气体压力，使得外部实验装置的气体进入所述取样口，推动所述活塞向下移动。可见，本发明实施例提供的平衡压力的气体采集装置结构简单，采样后实验体系能够保持压力平衡，避免了当前的实验室内常用采集天然气样品的容器普遍存在体积较大、采集的样品存在损耗，采样后实验体系不能保持压力平衡的问题。

对应于上述图1和图2所示的装置实施例，如图3所示，本发明实施例提供一种平衡压力的气体采集方法，应用于上述的平衡压力的气体采集装置；所述方法包括：

步骤201、打开第一手动阀、第二手动阀和第三手动阀，并通过手动压力泵向加压口加压，以使得取样器的腔体中的活塞移动到腔体顶端，以排空腔体内的空气。

步骤202、关闭所述第二手动阀，将取样器的取样口接入外部实验装置，通过手动压力泵向加压口加压，以使得所述加压口的气体压力大于所述取样口的气体压力，关闭所述第一手动阀。

此处加压口的气体压力仅仅是略微大于所述取样口的气体压力，需要保证后续取样口的气体能够推动活塞运动。

步骤203、打开所述第二手动阀，通过手动压力泵向加压口控制加压口的气体压力逐渐减小，直至回压阀的下端有水流出，停止通过手动压力泵向加压口控制加压口的气体压力，使得外部实验装置的气体进入所述取样口，推动所述活塞向下移动。

这样就能够在保证原有压力的情况下取出气体样品。

本发明实施例提供的一种平衡压力的气体采集方法，首先打开第一手动阀、第二手动阀和第三手动阀，并通过手动压力泵向加压口加压，以使得取样器的腔体中的活塞移动到腔体顶端，以排空腔体内的空气；关闭所述第二手动阀，将取样器的取样口接入外部实验装置，通过手动压力泵向加压口加压，以使得所述加压口的气体压力大于所述取样口的气体压力，关闭所述第一手动阀；打开所述第二手动阀，通过手动压力泵向加压口控制加压口的气体压力逐渐减小，直至回压阀的下端有水流出，停止通过手动压力泵向加压口控制加压口的气体压力，使得外部实验装置的气体进入所述取样口，推动所述活塞向下移动。可见，本发明实施例提供的平衡压力的气体采集装置结构简单，采样后实验体系能够保持压力平衡，避免了当前的实验室内常用采集天然气样品的容器普遍存在体积较大、采集的样品存在损耗，采样后实验体系不能保持压力平衡的问题。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种平衡压力的气体采集装置，其特征在于，所述装置包括取样器、手动压力泵、第一手动阀和回压阀；

所述取样器包括一腔体，在所述腔体上端设置有取样口和用于控制所述取样口气体通断的第二手动阀；在所述腔体下端设置有加压口和用于控制所述加压口气体通断的第三手动阀；在所述腔体内设置有与所述腔体接触的活塞；

所述取样口与外部实验装置连接；所述加压口与所述回压阀的进口端连接，所述加压口还通过所述第一手动阀与所述手动压力泵连接；所述手动压力泵还与所述回压阀的加压端连接。

2.根据权利要求1所述的平衡压力的气体采集装置，其特征在于，所述取样器由不锈钢制成。

3.根据权利要求1所述的平衡压力的气体采集装置，其特征在于，所述腔体的外壁与取样口和第二手动阀的连接处，以及所述腔体的外壁与加压口和第三手动阀的连接处均设置有外部密封圈。

4.根据权利要求3所述的平衡压力的气体采集装置，其特征在于，所述活塞与所述腔体的接触位置设置有内部密封圈。

5.根据权利要求4所述的平衡压力的气体采集装置，其特征在于，所述外部密封圈和内部密封圈由氟橡胶制成。

6.根据权利要求1所述的平衡压力的气体采集装置，其特征在于，所述手动压力泵还连接有用于显示手动压力泵压力的压力表。

7.根据权利要求1所述的平衡压力的气体采集装置，其特征在于，所述回压阀还设置有排水口，在所述排水口下端设置有水槽。

8.一种平衡压力的气体采集方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的平衡压力的气体采集装置；所述方法包括：

打开第一手动阀、第二手动阀和第三手动阀，并通过手动压力泵向加压口加压，以使得取样器的腔体中的活塞移动到腔体顶端，以排空腔体内的空气；

关闭所述第二手动阀，将取样器的取样口接入外部实验装置，通过手动压力泵向加压口加压，以使得所述加压口的气体压力大于所述取样口的气体压力，关闭所述第一手动阀；

打开所述第二手动阀，通过手动压力泵向加压口控制加压口的气体压力逐渐减小，直至回压阀的下端有水流出，停止通过手动压力泵向加压口控制加压口的气体压力，使得外部实验装置的气体进入所述取样口，推动所述活塞向下移动。