CN107843468B - 一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的装置及其方法，该装置包括一根配有水平挂杆的垂直梁柱，所述水平挂杆上设有固定卡扣，一组配套的液氮瓶与电磁加热器，多个聚四氟乙烯瓶，控制该装置的软件及底座。将粉碎的砂岩放入聚四氟乙烯瓶中，通过软件控制底座的升降和旋转将聚四氟乙烯瓶放入液氮瓶和电磁加热器中轮流加热和冷却，最终实现泥页岩不同粒级颗粒的分离。本发明具有快速、高效特征，分离过程自动控制、操作简便，装置制造成本低廉，适合不同成因泥页岩的有效粒度分离。
Description
技术领域
本发明属油气勘探与开发领域，涉及到一种泥页岩不同粒度级别颗粒的分离装置。
背景技术
粒度是沉积物和沉积岩的主要特征之一，它可以作为沉积物及沉积岩分类的定量指标，可以反映沉积作用的流体力学性质，又能作为分析与对比环境的一种依据。粒度分布特征直接影响沉积物与沉积岩的物理性能，如可塑性、烧结性、孔隙性及渗透性等。因此，粒度分析在区分沉积环境、判定物质输运方式、判别水动力条件和分析粒径趋势以及地层划分及小层对比等等研究方面具有重要作用。
目前对于泥页岩样品，通常先采用粉碎机和球磨仪将岩样粉碎成小于1mm的粒级，然后放入玛瑙或铜质研钵中，加入去离子水和分散剂(六偏磷酸钠等)进行充分湿磨，再经超声波分散后，得到不同粒级的矿物颗粒，最后通过粒度分析仪进行粒度分析。该方法解决了固结成岩了的泥页岩的破碎和粒度分离，能够粗略获取泥页岩中颗粒的粒度分布信息。但存在的主要问题是粉碎机和球磨仪在粉碎岩石样品时将粗粒级的颗粒粉碎为细粒级的颗粒，人为增加了细粒级颗粒的数量，改变了泥页岩原始的粒度分布模式，同时也改变了部分细粒级颗粒的粒形，导致后续地质分析和解释发生偏差和谬误。此外，人工研磨效率低，耗费大量人力，而且由于研钵体积有限每次研磨样品量非常有限，分离周期又极长，故难以满足科研工作需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种可避免岩石研磨破碎过程的泥页岩粒度分离装置，从而使更加真实地测定页岩粒度分布特征成为可能，以满足泥页岩的高精度粒度分析测定需要。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的装置，包括一根配有水平挂杆的垂直梁柱、一组配套的液氮瓶与电磁加热器、聚四氟乙烯瓶以及底座；
所述水平挂杆设置于垂直梁柱的顶端并垂直于垂直梁柱，所述水平挂杆上设有固定卡扣，底座位于垂直梁柱底端并垂直于垂直梁柱，所述底座上设置有移动台，移动台上设置有旋转台，液氮瓶与电磁加热器一左一右放置于旋转台上，聚四氟乙烯瓶分别通过固定卡扣垂直悬挂在液氮瓶与电磁加热器上方的水平挂杆上。
前述的一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的装置，所述底座内设置有第一电动机和第一多段多路时间控制器，所述第一电动机的一端与第一多段多路时间控制器相连。
所述垂直梁柱包括丝杠、位移感应器、第二电动机以及第二多段多路时间控制器，所述位移感应器一端与丝杠顶部连接，位移感应器另一端与丝杠底部连接，所述第二电动机一端与丝杠连接，第二电动机另一端与第二多段多路时间控制器连接。
前述的一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的装置，所述电磁加热器包括电加热包和缠绕在电加热包上的感应线圈。
前述的一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的装置，还包括支撑轴承，所述旋转台通过支撑轴承安装在移动台上。
前述的一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的装置，所述第一电动机的另一端穿过支撑轴承与旋转台连接。
本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现。
一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：用地质锤将泥页岩样品击碎成1cm3大小的碎块，并将碎块放入聚四氟乙烯瓶中；
步骤2：加入纯净水至瓶中4/5体积，拧紧瓶盖；
步骤3：将两个装有不同泥页岩样品的聚四氟乙烯瓶分别安置在固定卡扣的固定悬挂位置；
步骤4：使载有液氮瓶和电磁加热器的移动台从底部开始上升，上升至刚好将悬挂在固定卡扣上的装有泥页岩样品和水的聚四氟乙烯瓶分别完全浸入到液氮瓶中和完全进入电加热包中时，移动台停止上升，电加热包在感应线圈的控制下迅速加热；
步骤5：加热后，移动台下降至最低点，液氮瓶和电加热包被旋转台水平旋转180°，然后移动台再次上升至使聚四氟乙烯瓶再度分别被电加热包包裹加热和完全浸入到液氮瓶中冷却。
前述的一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的方法，所述的步骤1至步骤5，依次反复执行，直至泥岩石被粉碎为止。
前述的一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的方法，所述泥页岩能够被破碎分离的最小粒度为2um。
前述的一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的方法，其特征在于：步骤5后还包括步骤6：将装有泥页岩样品的聚四氟乙烯瓶从固定卡扣的悬挂纽处卸下，倒掉上清液，得到两个泥页岩样品充分分离的颗粒的悬浊液；将所述悬浊液送至湿法粒度分析仪中进行测试分析。
本发明具有以下优点及有益效果：本发明提供了一种对泥页岩进行不同粒级颗粒进行物理分离的装置，避免了岩石研磨破碎过程，克服了以往处理过程中研磨所造成的人为对泥页岩粒度组成的破坏和改变，从而真正实现了不破坏泥页岩原始粒级组成的快速物理分解。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：图1是泥页岩不同粒级颗粒分离装置结构示意图
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1是泥页岩不同粒级颗粒分离装置结构示意图，一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的装置，包括一根配有水平挂杆13的垂直梁柱14、一组配套的液氮瓶10与电磁加热器6、聚四氟乙烯瓶11以及底座3；
所述水平挂杆13设置于垂直梁柱14的顶端并垂直于垂直梁柱14，所述水平挂杆上13设有固定卡扣12，底座3位于垂直梁柱14底端并垂直于垂直梁柱14，所述底座3上设置有移动台4，移动台4上设置有旋转台5，液氮瓶10与电磁加热器6一左一右放置于旋转台5上，聚四氟乙烯瓶11分别通过固定卡扣12垂直悬挂在液氮瓶10与电磁加热器6上方的水平挂杆13上。其中，所述聚四氟乙烯瓶可以承受骤冷和骤热的温度条件变化而不发生破裂，轻便耐用，且成本较低。
所述底座3内设置有第一电动机8和第一多段多路时间控制器9，所述第一电动机8的一端与第一多段多路时间控制器9相连。
所述垂直梁柱包括丝杠16、位移感应器15、第二电动机2、第二多段多路时间控制器1，所述位移感应器15一端与丝杠16顶部连接，所述位移感应器另一端与丝杠底部连接，所述第二电动机2一端与丝杠16连接，所述第二电动机2另一端与第二多段多路时间控制器1连接。支撑轴承7安装在移动台4的中心，所述旋转台5通过支撑轴承7安装在移动台上4。
第一电动机8的另一端穿过支撑轴承7与旋转台5连接.
所述电磁加热器包括点加热包和缠绕在电加热包上的感应线圈。
所述旋转台5可以实现液氮瓶和电磁加热装置水平方向的运动，所述移动台可以实现液氮瓶和电磁加热装置竖直方向的运动。第二电动机通过控制丝杠使移动台上升或者下降，第一电动机通过控制支撑轴承实现旋转台的旋转。
当平台上升至最高处时，刚好将装有样品的聚四氟乙烯瓶完全浸入液氮瓶中或电加热包中。45min后，平台下降至最低点，然后液氮瓶和电磁加热器可被进行旋转的底座旋转180度，然后平台在上升至最高处，使聚四氟乙烯瓶被电磁加热器包裹加热。由于液氮温度最低为-197度，能够达到将聚四氟乙烯瓶中的水迅速冷至零下温度。冷却装置体积小，节约能源，仪器结构简单。
一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：用锤子将泥页岩样品击碎成1cm3大小的碎块，并将碎块放入聚四氟乙烯瓶中。
步骤2：加入纯净水至瓶中4/5体积，拧紧瓶盖。纯净水作为水浴，价廉且容易获取，沸腾温度能够满足分离的需要。成本低且符合环保要求。
步骤3：将2个装有不同泥页岩样品的聚四氟乙烯瓶分别安置在固定卡扣的固定悬挂位置。
步骤4：启动软件，使载有液氮瓶和电磁加热器的移动台从底部开始上升，上升至刚好将悬挂在固定卡扣上的装有泥页岩样品和水的聚四氟乙烯瓶分别完全浸入到液氮瓶中和完全进入电加热包中时(最高处)，移动台停止上升，电加热包在感应线圈的控制下迅速加热。
步骤5：90min后，移动台开始下降至最低点，液氮瓶和电加热包被旋转台水平旋转180°，然后移动台再次上升至最高处，使聚四氟乙烯瓶再度分别被电加热包包裹加热和完全浸入到液氮瓶中冷却。
将上述步骤依次反复执行，直至所述泥页岩能够被破碎分离的最小粒度为2um。
将装有泥页岩样品的聚四氟乙烯瓶从固定卡扣的悬挂纽处卸下，缓缓倒掉上清液，即得到两个泥页岩样品充分分离的颗粒的悬浊液。
直接取悬浊液，送至湿法粒度分析仪中进行测试分析。
分离结束后，再进行下一批样品的分离。
本发明不限于对泥页岩的分离，也可以对其他矿物进行物理分离。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (4)
1.一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的装置，其特征在于：包括一根配有水平挂杆的垂直梁柱、一组配套的液氮瓶与电磁加热器、聚四氟乙烯瓶以及底座；
所述水平挂杆设置于所述垂直梁柱的顶端并垂直于所述垂直梁柱，所述水平挂杆上设有固定卡扣，所述底座位于所述垂直梁柱底端并垂直于所述垂直梁柱，所述底座上设置有移动台，所述移动台上设置有旋转台，所述液氮瓶与所述电磁加热器一左一右放置于所述旋转台上，所述聚四氟乙烯瓶分别通过所述固定卡扣垂直悬挂在所述液氮瓶与所述电磁加热器上方的所述水平挂杆上；
所述底座内设置有第一电动机和第一多段多路时间控制器，所述第一电动机的一端与所述第一多段多路时间控制器相连；
所述垂直梁柱包括丝杠、位移感应器、第二电动机以及第二多段多路时间控制器，所述位移感应器一端与所述丝杠顶部连接，所述位移感应器另一端与所述丝杠底部连接，所述第二电动机一端与所述丝杠连接，所述第二电动机另一端与所述第二多段多路时间控制器连接；
所述电磁加热器包括电加热包和缠绕在所述电加热包上的感应线圈；
所述旋转台通过支撑轴承安装在所述移动台中心，所述第一电动机的另一端穿过所述支撑轴承与所述旋转台连接。
2.一种采用如权利要求1所述的用于泥页岩不同粒级颗粒分离的装置用于泥页岩不同粒级颗粒分离的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤1：用锤子将泥页岩样品击碎成1cm3大小的碎块，并将碎块放入所述聚四氟乙烯瓶中；
步骤2：加入纯净水至瓶中4/5体积，拧紧瓶盖；
步骤3：将两个装有不同泥页岩样品的所述聚四氟乙烯瓶分别安置在所述固定卡扣的固定悬挂位置；
步骤4：使载有所述液氮瓶和所述电磁加热器的所述移动台从底部开始上升，上升至刚好将悬挂在所述固定卡扣上的装有泥页岩样品和水的所述聚四氟乙烯瓶分别完全浸入到所述液氮瓶中和完全进入所述电加热包中时，所述移动台停止上升，所述电加热包在所述感应线圈的控制下迅速加热；
步骤5：加热后，所述移动台下降至最低点，所述液氮瓶和所述电加热包被旋转台水平旋转180°，然后所述移动台再次上升至使所述聚四氟乙烯瓶再度分别被所述电加热包包裹加热和完全浸入到所述液氮瓶中冷却；
所述的步骤1至步骤5，依次反复执行，直至泥岩石被粉碎为止。
3.根据权利要求2所述的一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的方法，其特征在于：所述泥页岩能够被破碎分离的最小粒度为2um。
4.根据权利要求2所述的一种用于泥页岩不同粒级颗粒分离的方法，其特征在于：步骤5后还包括步骤6：将装有泥页岩样品的所述聚四氟乙烯瓶从所述固定卡扣的悬挂纽处卸下，倒掉上清液，得到两个泥页岩样品充分分离的颗粒的悬浊液；将所述悬浊液送至湿法粒度分析仪中进行测试分析。
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| 页岩中矿物组分测定方法探讨;刘玉祥 等;《天然气地球科学》;20150930;第26卷(第9期);1737-1742 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107843468A (zh) | 2018-03-27 |
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Legal Events
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