CN107561199A - 高温高压模拟仪在线气体自动进样检测系统及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油气地质技术领域，具体为高温高压模拟仪在线气体自动进样检测系统及检测方法，真空支管Ⅰ依次连接有控压器、气液分离器、气体自动计量收集器、第一微量定量气体收集器、机械泵，真空支管Ⅰ的末端与气相色谱仪的高真空六通阀连接；真空支管Ⅱ上依次连接有高低压转换器、第二微量定量气体收集器、转气器、重油阱、过滤阱、压力表头，真空支管Ⅱ的末端与气相色谱仪的进样口相连；第一微量定量气体收集器后端，通过真空支管Ⅲ与过滤阱后端连接。本发明把排出的模拟产物，经过处理后以常温常压状态进入空气相色谱仪，完成在线累积气体和阶段气体的检测，提高气体组份测量的准确度。

Description

高温高压模拟仪在线气体自动进样检测系统及检测方法
技术领域
本发明属于油气地质技术领域，具体为高温高压模拟仪在线气体自动进样检测系统及检测方法。
背景技术
模拟实验技术是研究烃源岩热演化机理的重要手段之一，是在实验室内借助高温高压模拟仪，以高温、短时间来模拟自然界不同类型烃源岩低温长时间的油气生成演化过程。
含油气盆地的烃源岩，在地下一定的温度、压力和地质时间等条件下，会生成石油和天然气。相对于人类生存的时间，地质时间太长，通常以百万年为单位，这种地质过程人类无法观察和直接测量。因此，科研人员利用温度补偿时间原理，用高于地质的温度、72小时的人工模拟时间和压力替代地质条件，对烃源岩样品进行模拟实验，对其生成的气体(类似于天然气)和液体(类似于石油)的量进行测量，为烃源岩评价提供实验数据，最终正确评价烃源岩的生烃潜力和油气资源量。依据研究目的和实验体系的不同，模拟实验技术可分为开放体系、封闭体系和半封闭体系三大类。高温高压模拟仪为半封闭体系，即边生边排。
如图1的实验系统，把烃源岩等岩石样品装入图1的圆柱状样品室，再装入较大直径的圆柱状高温高压釜体内，在高温高压模拟仪上对烃源岩样品，垂向上施加静岩压力(范围是50-160MPa)、围压(大于静岩压力)和流体压力(范围是0-80MPa)；利用加热管对釜体加热，在一定的温度(范围250-550℃)条件下，通常进行模拟实验72小时后，烃源岩样品会生成石油和天然气，且呈高温高压状态，利用气动阀、电磁阀和空气压缩机，打开排烃阀门，在高真空系统上，经控压器和气液分离器降温降压后，把模拟产物储存在气液分离器内；在收集定量气体时，打开气液分离器后端的阀门，气体经气液分离器除油(重烃)、除水除尘(随高压气流带出微量的固体粉末样品)后，通过玻璃定量管，利用排饱和盐水法收集气体，装入倒立的50mL或100mL玻璃瓶中，用饱和盐水和橡皮塞封口；再利用注射器从玻璃瓶中抽取几毫升气体注入气相色谱仪，离线进行气体组份检测。
这种装置和方法，只能进行组分检测，模拟仪的使用效率低，并且气体组份的准确度和精确度也不高，还需要人工控制，劳动量大和实验成本高。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种高温高压模拟仪在线气体自动进样检测系统及检测方法。
具体技术方案为：
高温高压模拟仪在线气体自动进样检测系统，包括自动控制程序系统和真空系统，所述的自动控制程序系统对真空系统进行控制；所述的真空系统包括真空支管Ⅰ和真空支管Ⅱ，高温高压釜体的出口管道通过气动阀与所述的真空支管Ⅰ的前端连接，所述的气动阀依次连接电磁阀和空气压缩机；所述的真空支管Ⅰ从前端到后端依次连接有控压器、气液分离器、气体自动计量收集器、第一微量定量气体收集器、机械泵，真空支管Ⅰ的末端与气相色谱仪的高真空六通阀连接；气液分离器上连接冷阱，第一微量定量气体收集器与第一动力源连接；真空支管Ⅱ上从前端到后端依次连接有高低压转换器、第二微量定量气体收集器、转气器、重油阱、过滤阱、压力表头，真空支管Ⅱ的末端与气相色谱仪的进样口相连；第二微量定量气体收集器与第二动力源连接，转气器与载气连接；真空支管Ⅱ末端与真空支管Ⅰ末端连接，构成一支回路；真空支管Ⅰ上的第一微量定量气体收集器后端，通过真空支管Ⅲ与真空支管Ⅱ上的过滤阱后端连接，构成另一支回路。
该测试系统的测试方法为：模拟实验结束后，从高温高压釜体排出的高温高压模拟产物经过控压器、气液分离器与冷阱进行连续两次的降温降压，再经过气液分离器实施除水除尘后，仅剩气体，进入气体自动计量收集器，计量后，第一微量定量气体收集器在第一动力源的作用下抽取微量气体2-4mL，然后推动该微量气体进入在线的气相色谱仪进行检测，完成累积气体的组份检测。
还包括：在模拟实验过程中，从高温高压釜体间歇性排出的微量高温高压模拟产物，经过高低压转换器，进入第二微量定量气体收集器，也进行连续两次的降温降压；多余的模拟产物通过真空支管Ⅱ，进入气液分离器；进入第二微量定量气体收集器的微量高温高压模拟产物，在第二动力源的推动下，经重油阱除油除尘，过滤阱实施除水后，仅剩微量气体2-4mL，微量气体进入在线的气相色谱仪进行检测，完成阶段气体的组份检测。
按照模拟实验设计，在模拟实验过程中，对这种阶段气体，每隔一定时间多次间歇性的排出，并进行多次检测；主要通过真空支管Ⅱ和气相色谱仪完成累积气体的组份检测，但要把多余的气体通过真空支管Ⅰ，进入气液分离器储存。
模拟实验结束后，通过气体自动计量收集器计量后的气体体积，与模拟实验过程中，多次用第二微量定量气体收集器定量后的气体体积之和，为模拟实验生成的气体总体积。所有的检测过程是在完全封闭的高真空系统中完成的，避免了中间环节和人为因素，提高了模拟仪的使用效率和气体组份的精确度。
本发明提供的高温高压模拟仪在线气体自动进样检测系统及检测方法，把从高温高压模拟仪里排出的呈高温高压状态的模拟产物，在真空系统上进行降温降压，实施除油除水除尘，以及计量气体体积后，以常温常压状态进入空气相色谱仪，实现在线气体自动进样检测，完成在线累积气体和阶段气体的检测，所有的检测过程是在完全封闭的高真空系统中完成的，避免了中间环节和人为因素，提高模拟仪的使用效率和气体组份的准确度和精确度，降低了实验人员的劳动量和实验成本。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的具体结构和使用方法。
如图2所示，高温高压模拟仪在线气体自动进样检测系统，包括自动控制程序系统和真空系统，所述的自动控制程序系统对真空系统进行控制；所述的真空系统包括真空支管Ⅰ和真空支管Ⅱ，高温高压釜体的出口管道通过气动阀1与所述的真空支管Ⅰ的前端连接，所述的气动阀1依次连接电磁阀2和空气压缩机3；所述的真空支管Ⅰ从前端到后端依次连接有控压器4、气液分离器5、气体自动计量收集器6、第一微量定量气体收集器7、机械泵8，真空支管Ⅰ的末端与气相色谱仪11的高真空六通阀12连接；气液分离器5上连接冷阱9，第一微量定量气体收集器7与第一动力源10连接；真空支管Ⅱ上从前端到后端依次连接有高低压转换器13、第二微量定量气体收集器14、转气器15、重油阱16、过滤阱17、压力表头，真空支管Ⅱ的末端与气相色谱仪11的进样口相连；第二微量定量气体收集器14与第二动力源19连接，转气器15与载气18连接；真空支管Ⅱ末端与真空支管Ⅰ末端连接，构成一支回路；真空支管Ⅰ上的第一微量定量气体收集器7后端，通过真空支管Ⅲ与真空支管Ⅱ上的过滤阱17后端连接，构成另一支回路。
测试方法为：高真空系统中设有钢制的控压器4、气液分离器5与冷阱9，对模拟实验结束后，从高温高压釜体排出的高温高压模拟产物进行连续两次的降温降压，气液分离器5实施除水除尘后，仅剩气体，进入气体自动计量收集器6，计量后，第一微量定量气体收集器7在第一动力源10的作用下抽取微量气体2-4mL，然后推动该气体进入在线的气相色谱仪11进行检测，完成累积气体的组份检测。按照模拟实验设计，在模拟实验结束后，对这种累积气体，只进行一次最终的检测；主要通过真空支管Ⅰ、真空支管Ⅲ和气相色谱仪11完成累积气体的组份检测。
真空支管Ⅱ上设有钢制的高低压转换器13、第二微量定量气体收集器14、转气器15，在模拟实验过程中，从高温高压釜体间歇性排出的微量高温高压模拟产物，经过钢制的高低压转换器13，进入第二微量定量气体收集器14，也进行连续两次的降温降压；多余的模拟产物通过真空支管Ⅱ，进入气液分离器5；进入第二微量定量气体收集器14的微量高温高压模拟产物，在第二动力源19的推动下，经重油阱16除油(重烃)除尘(随高压气流带出微量的固体粉末样品)，过滤阱17实施除水后，仅剩微量气体(2-4mL)，进入在线的气相色谱仪11进行检测，完成阶段气体的组份检测。按照模拟实验设计，在模拟实验过程中，对这种阶段气体，每隔一定时间多次间歇性的排出，并进行多次检测；主要通过真空支管Ⅱ和气相色谱仪11完成累积气体的组份检测，但要把多余的气体通过真空支管Ⅰ，进入气液分离器5储存。
模拟实验结束后，通过气体自动计量收集器6计量后的气体体积，与模拟实验过程中，多次用第二微量定量气体收集器14定量后的气体体积之和，为模拟实验生成的气体总体积。所有的检测过程是在完全封闭的高真空系统中完成的，避免了中间环节和人为因素，提高了模拟仪的使用效率和气体组份的精确度。

Claims (4)

1.高温高压模拟仪在线气体自动进样检测系统，其特征在于，包括自动控制程序系统和真空系统，所述的自动控制程序系统对真空系统进行控制；所述的真空系统包括真空支管Ⅰ和真空支管Ⅱ，高温高压釜体的出口管道通过气动阀(1)与所述的真空支管Ⅰ的前端连接，所述的气动阀(1)依次连接电磁阀(2)和空气压缩机(3)；所述的真空支管Ⅰ从前端到后端依次连接有控压器(4)、气液分离器(5)、气体自动计量收集器(6)、第一微量定量气体收集器(7)、机械泵(8)，真空支管Ⅰ的末端与气相色谱仪(11)的高真空六通阀(12)连接；气液分离器(5)上连接冷阱(9)，第一微量定量气体收集器(7)与第一动力源(10)连接；真空支管Ⅱ上从前端到后端依次连接有高低压转换器(13)、第二微量定量气体收集器(14)、转气器(15)、重油阱(16)、过滤阱(17)、压力表头，真空支管Ⅱ的末端与气相色谱仪(11)的进样口相连；第二微量定量气体收集器(14)与第二动力源(19)连接，转气器(15)与载气(18)连接；真空支管Ⅱ末端与真空支管Ⅰ末端连接，构成一支回路；真空支管Ⅰ上的第一微量定量气体收集器(7)后端，通过真空支管Ⅲ与真空支管Ⅱ上的过滤阱(17)后端连接，构成另一支回路。
2.根据权利要求1所述的高温高压模拟仪在线气体自动进样检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下过程：
模拟实验结束后，从高温高压釜体排出的高温高压模拟产物经过控压器(4)、气液分离器(5)与冷阱(9)进行连续两次的降温降压，再经过气液分离器(5)实施除水除尘后，仅剩气体，进入气体自动计量收集器(6)，计量后，第一微量定量气体收集器(7)在第一动力源(10)的作用下抽取微量气体2-4mL，然后推动该微量气体进入在线的气相色谱仪(11)进行检测，完成累积气体的组份检测。
3.根据权利要求2所述的高温高压模拟仪在线气体自动进样检测系统的检测方法，其特征在于，还包括以下过程：
在模拟实验过程中，从高温高压釜体间歇性排出的微量高温高压模拟产物，经过高低压转换器(13)，进入第二微量定量气体收集器(14)，也进行连续两次的降温降压；多余的模拟产物通过真空支管Ⅱ，进入气液分离器(5)；进入第二微量定量气体收集器(14)的微量高温高压模拟产物，在第二动力源(19)的推动下，经重油阱(16)除油除尘，过滤阱(17)实施除水后，仅剩微量气体2-4mL，微量气体进入在线的气相色谱仪(11)进行检测，完成阶段气体的组份检测。
4.根据权利要求3所述的高温高压模拟仪在线气体自动进样检测系统的检测方法，其特征在于，按照模拟实验设计，在模拟实验过程中，对所述的阶段气体，每隔一定时间多次间歇性的排出，并进行多次检测；通过真空支管Ⅱ和气相色谱仪(11)完成累积气体的组份检测，多余的气体通过真空支管Ⅰ，进入气液分离器(5)储存。
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