CN112630083B - 页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置，包括底座、密封箱、围压室、取芯组件、传送带组件、破碎箱、破碎组件、破碎电机和抽气组件，密封箱的后侧与破碎箱的前侧上部之间固定连接有输送方管，围压室设置在密封箱内，取芯组件安装在密封箱上，传送带组件安装在输送方管内，破碎组件设置在破碎箱内下侧部，破碎电机的动力轴通过变速器与破碎组件传动连接，抽气组件安装在有长方形外板上并与密封箱内部连通，上侧长方形外板上安装有与第一压力表，破碎箱的顶部安装有第二压力表。本发明能够模拟地层围压，分别测得页岩岩芯取芯及破碎过程中逸出气体的重量，计算得到单位体积内页岩岩芯的含气量，为评估页岩岩芯含气量提供了一种新的装置和方法。

Description

页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及页岩含气性测气技术领域，具体的说，涉及一种页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置及其工作方法。

背景技术

在天然气生产过程中，尤其是页岩气的生产过程中，现有的比较准确的评价天然气含气量以及规模的方法是岩石解析法，此方法是将钻井过程中返上来的页岩岩心进行现场解析，通过解析所得的天然气含量来评估页岩气储层的含气量。此方法在一定程度上是有效的，但却忽略了在钻头钻进过程中由于岩石破碎所逸散的气量，同时在取芯钻头返回地面的过程中，由于温度、压力及其他各种物理条件的变化，气体也必然会产生一定程度的逸散，综上所述，页岩气的现场解析法在一定程度上是不太准确的，若是地下岩石在破碎过程中损失的气量较多的话，页岩气现场解析得到的气量将是脱离实际的。

发明内容

本发明的目的是提供一种页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置及其工作方法，本发明能够模拟地层围压，分别测得页岩岩芯取芯及破碎过程中逸出气体的重量，计算得到单位体积内页岩岩芯的含气量，为评估页岩岩芯含气量提供了一种新的装置和方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置，包括底座、密封箱、围压室、取芯组件、传送带组件、破碎箱、破碎组件、破碎电机和抽气组件，密封箱固定安装在底座的前侧上部，底座的后侧上部固定安装有变速器，破碎箱固定安装在变速器的前侧部，密封箱由六块长方形外板拼接而成，六块长方形外板通过若干根螺钉固定连接，密封箱的后侧与破碎箱的前侧上部之间固定连接有输送方管，围压室设置在密封箱内，围压室中放置有长方体块结构的页岩岩芯，围压室由六块围压板合围而成，上侧长方形外板和下侧长方形外板之间安装有驱动上、下侧围压板上下移动的第一移动机构，左侧长方形外板和右侧长方形外板之间安装有驱动左、右侧围压板左右移动的第二移动机构，前侧长方形外板上安装有驱动前侧围压板前后移动的第三移动机构，后侧长方形外板上安装有限制后侧围压板前后位置的限位组件，取芯组件沿前后方向安装在密封箱上，传送带组件沿前后方向安装在输送方管内，传送带组件由前向后传送物料，传送带组件的前端为接收端且设置在输送方管的前侧部，传送带组件的后端为输出端且设置在输送方管的后侧部，破碎组件设置在破碎箱内下侧部，破碎电机固定安装在变速器的后侧部，破碎电机的动力轴通过变速器与破碎组件传动连接，抽气组件安装在右侧长方形外板上，抽气组件的抽吸端与密封箱内部连通，上侧长方形外板上安装有与密封箱内部连通的第一压力表，破碎箱的顶部安装有与破碎箱内部连通的第二压力表。

上、下侧围压板设置在左、右侧围压板之间，前、后侧围压板设置在上、下侧围压板之间，第一移动机构包括第一减速电机和两套第一丝杠组件，上侧长方形外板的上表面中部固定安装有第一电机支座，第一减速电机固定安装在第一电机支座的下表面，第一减速电机的动力轴竖向设置且向上穿过第一电机支座，两套第一丝杠组件的结构相同且前后对称设置在第一减速电机的前方和后方，前侧的第一丝杠组件包括竖直丝杠、上螺母副、下螺母副和两根竖直导杆，竖直丝杠贯穿上侧长方形外板、上侧围压板、下侧围压板和下侧长方形外板，竖直丝杠的下端转动安装在下侧长方形外板上，竖直丝杠的上端位于上侧长方形外板的上方，第一减速电机的动力轴上端与竖直丝杠的上端通过第一链条传动机构传动连接，上螺母副套在竖直丝杠上并固定安装在上围压板上，下螺母副套在竖直丝杠上并固定安装在下围压板上，竖直丝杠分别与上螺母副和下螺母副螺纹传动连接，上螺母副和下螺母副的内圆螺纹旋向相反，两根竖直导杆左右间隔设置，竖直丝杠位于两根竖直导杆的中间，两根竖直导杆贯穿上侧围压板、下侧围压板和下侧长方形外板，两根竖直导杆的下端固定安装在下侧长方形外板上，两根竖直导杆与上侧围压板和下侧围压板均滑动连接；

第二移动机构包括第二减速电机和两套第二丝杠组件，左侧长方形外板的左侧面中部固定安装有第二电机支座，第二减速电机固定安装在第二电机支座的右侧面，第二减速电机的动力轴沿左右方向水平设置且向左穿过第二电机支座，两套第二丝杠组件的结构相同且前后对称设置在第二减速电机的前方和后方，前侧的第二丝杠组件包括水平丝杠、左螺母副、右螺母副和两根水平导杆，水平丝杠贯穿左侧长方形外板、左侧围压板、右侧围压板和右侧长方形外板，水平丝杆的右端转动安装在右侧长方形外板上，水平丝杆的左端位于左侧长方形外板的左侧，第二减速电机的动力轴左端与水平丝杠的左端通过第二链条传动机构传动连接，左螺母副套在水平丝杠上并固定安装在左围压板上，右螺母副套在水平丝杠上并固定安装在右围压板上，水平丝杠分别与左螺母副和右螺母副螺纹传动连接，左螺母副和右螺母副的内圆螺纹旋向相反，两根水平导杆上下间隔设置，水平丝杠位于两根水平导杆的中间，两根水平导杆贯穿左侧围压板、右侧围压板和右侧长方形外板，两根水平导杆的右端固定安装在右侧长方形外板上，两根水平导杆与左侧围压板和右侧围压板均滑动连接，上侧水平导杆设置在右侧长方形外板的前上侧部且位于上侧围压板的上方，下侧水平导杆设置在右侧长方形外板的前下侧部且位于下侧围压板的下方；

第三移动机构包括四组转动推杆组件，四组转动推杆组件的结构相同且呈矩形阵列布置，其中一组转动推杆组件包括螺纹推杆和第一螺纹套筒，螺纹推杆沿前后方向水平设置，第一螺纹套筒固定安装在前侧长方形外板上，螺纹推杆贯穿第一螺纹套筒和前侧长方形外板并与第一螺纹套筒螺纹传动连接，螺纹推杆的后端顶压在前侧围压板的前侧面上，螺纹推杆的后端安装有压力传感器，螺纹推杆的前端位于前侧长方形外板的前方并固定安装有第一手轮；

限位组件包括四根限位连接杆，四根限位连接杆均沿前后方向水平设置且呈矩形阵列布置，四根限位连接杆的前端均固定连接在后侧围压板的后侧面上，四根限位连接杆的后端均穿过后侧长方形外板且伸出密封箱，后侧长方形外板的后侧面左侧部和右侧部均固定连接有一块竖直支板，竖直支板所在平面与后侧长方形外板垂直，左侧竖直支板位于输送方管的左侧，右侧竖直支板位于输送方管的右侧，左侧的两根限位连接杆位于左侧竖直支板和输送方管之间，右侧的两根限位连接杆位于右侧竖直支板和输送方管之间，每根限位连接杆上均前后间隔开设有若干个左右通透的限位销孔，左侧竖直支板和右侧竖直支板上均安装有两根上下间隔设置的限位插销，左侧的两根限位插销分别对应插接在左侧的两根限位连接杆上相应的限位销孔中，右侧的两根限位插销分别对应插接在右侧的两根限位连接杆上相应的限位销孔中。

取芯组件设置有四组，前侧长方形外板的前侧面固定安装有取芯支座，四组取芯组件呈矩形阵列布置且安装在取芯支座上，其中一组取芯组件包括第二螺纹套筒、中空螺纹转杆和取芯推杆，第二螺纹套筒、中空螺纹转杆和取芯推杆的中心线重合且沿前后方向水平设置，第二螺纹套筒固定安装在取芯支座上，中空螺纹转杆贯穿第二螺纹套筒、取芯支座和前侧长方形外板，中空螺纹转杆的外圆与第二螺纹套筒的内圆螺纹连接，中空螺纹转杆的后端伸入到密封箱内，前侧围压板和后侧围压板上均开设有四个前后对应且通透的取芯圆孔，中空螺纹转杆与取芯圆孔前后对应，取芯圆孔的内径略大于中空螺纹转杆的外径，中空螺纹转杆的后端一体成型有锯齿状的取芯钻头，取芯推杆对应插接在中空螺纹转杆中，取芯推杆的前端伸出中空螺纹转杆的前端，取芯推杆的长度大于中空螺纹转杆的长度，取芯推杆的前端固定设置有把手，中空螺纹转杆的前端外圆周固定安装有用于扳手卡接扭转的长方体块。

传送带组件包括主动传送辊、从动传送辊和传送皮带，主动传送辊和从动传送辊均沿左右方向水平设置，主动传送辊的左端转动安装在输送方管的左侧板后侧部，主动传送辊的右端转动安装在输送方管的右侧板后侧部，从动传送辊的左端转动安装在输送方管的左侧板前侧部，从动传送辊的右端转动安装在输送方管的右侧板前侧部，主动传送辊的左端穿过输送方管的左侧板且位于输送方管的左侧，主动传送辊的左端固定安装有第二手轮，传送皮带套装在主动传送辊和从动传送辊上；

破碎箱包括上箱体和下箱体，上箱体的底部、下箱体的顶部和底部均敞口，上箱体的底部对应固定连接在下箱体的顶部，输送方管固定安装在密封箱和上箱体之间，下箱体的底部通过若干根螺栓密封固定连接有接料底板，下箱体的前侧板和后侧板之间固定安装有四根位于下箱体内部且呈矩形阵列设置的加热电阻棒，上侧两根加热电阻棒分别位于下箱体内上侧部的左侧和右侧且位于破碎组件的上方，下侧两根加热电阻棒分别位于下箱体内下侧部的左侧和右侧且位于破碎组件的下方，破碎组件包括主动破碎辊和从动破碎辊，主动破碎辊和从动破碎辊的中心线均沿前后方向水平设置，主动破碎辊和从动破碎辊左右并排设置在下箱体内，主动破碎辊的前端和从动破碎辊的前端均转动安装在下箱体的前侧板中部，主动破碎辊的后端和从动破碎辊的后端均转动安装在下箱体的后侧板中部，主动破碎辊和从动破碎辊啮合传动连接，下箱体固定连接在变速器的前侧部，破碎电机的动力轴通过变速器传动连接主动破碎辊的后端。

抽气组件包括真空泵、抽气管线、储气管线和储气囊，右侧长方形外板的右侧面固定安装有水平支板，真空泵固定安装在水平支板上，真空泵的进气口与抽气管线的出气端固定连接，抽气管线的进气端固定安装在右侧长方形外板上并与密封箱内部连通，真空泵的出气口与储气管线的进气端固定连接，储气囊安装在储气管线的出气端，储气管线上连接有一根放空管线，抽气管线上安装有第一球阀，储气管线上安装有位于储气囊和放空管线之间的第二球阀，放空管线上安装有第三球阀。

页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置的工作方法，具体包括以下步骤：

（1）、将从地下取出的页岩岩芯放入围压室内；

（2）、通过第一移动机构驱动上侧和下侧的围压板移动，通过第二移动机构驱动左侧和右侧的围压板移动，通过第三移动机构驱动前侧的围压板移动，通过限位组件调节后侧的围压板的前后位置，实现对页岩岩芯的围压操作，模拟地层围压，围压操作完成后，对整个装置内部进行抽真空；

（3）、通过其中一组取芯组件对页岩岩芯进行旋转切割取芯操作，同时通过抽气组件收集从页岩岩芯中逸出的气体并对收集到的逸出气体称重；

（4）、将步骤（3）的取芯组件中的页岩岩芯推出并通过传送带组件送入破碎箱中，启动破碎电机，破碎电机通过变速器驱动破碎组件转动，破碎组件对页岩岩芯进行破碎，然后再通过抽气组件将破碎过程中页岩岩芯内部的逸出气体进行收集并称重，通过将页岩岩芯取芯及破碎过程中逸出气体的重量累加，计算得到单位体积内页岩岩芯的含气量；

（5）、为了提高计算试验过程中的准确性，设置四组取芯组件，如此，重复步骤（3）和（4）能够对页岩岩芯重复进行4次取芯过程和破碎过程的逸出气体收集称重，计算得到四组单位体积内页岩岩芯的含气量，即通过重复性试验提高测试的准确性。

步骤（1）具体为：将上侧长方形外板、第一移动机构、上侧围压板和上侧的两根水平导杆拆下来，从而打开密封箱和围压室，再将从地下取出的页岩岩芯放入围压室中，页岩岩芯放置在下侧围压板上，在左右方向上页岩岩芯的尺寸比前侧围压板大1-3cm，在高度方向页岩岩芯的尺寸比前侧围压板大1-3cm，最后再将上侧长方形外板、第一移动机构、上侧围压板和上侧的两根水平导杆重新安装好。

步骤（2）具体为：启动第一减速电机，第一减速电机的动力轴通过第一链条传动机构分别驱动两根竖直丝杠转动，两根竖直丝杠分别通过相应的上螺母副和下螺母副驱动上侧围压板和下侧围压板同步上下移动，其中由于上螺母副和下螺母副的内圆螺纹旋向相反，当第一减速电机正转时，上侧围压板和下侧围压板相向移动分别对页岩岩芯的上侧和下侧进行加压，当第一减速电机反转时，上侧围压板和下侧围压板相背移动进行卸压，通过第一减速电机的输出扭矩及第一链条传动机构的传动比可计算得到施加在上、下侧围压板上的压力；启动第二减速电机，第二减速电机的动力轴通过第二链条传动机构分别驱动两根水平丝杠转动，两根水平丝杠分别通过相应的左螺母副和右螺母副驱动左侧围压板和下侧围压板同步左右移动，其中由于左螺母副和右螺母副的内圆螺纹旋向相反，当第二减速电机正转时，左侧围压板和右侧围压板相向移动分别对页岩岩芯的左侧和右侧进行加压，当第二减速电机反转时，左侧围压板和右侧围压板相背移动进行卸压，通过第二减速电机的输出扭矩及第二链条传动机构的传动比可计算得到施加在左、右侧围压板上的压力；

对页岩岩芯的前、后侧加围压采用手动方式进行，具体是：通过四根限位连接杆带动后侧围压板前后移动，并使后侧围压板的前侧面与页岩岩芯的后侧接触，再将左侧的两根限位插销分别对应插接在左侧的两根限位连接杆上相应的限位销孔中，右侧的两根限位插销分别对应插接在右侧的两根限位连接杆上相应的限位销孔中，转动四个第一手轮，使四根螺纹推杆的前端顶压前侧围压板向后移动，前侧围压板的后侧面与页岩岩芯的前侧面紧压接触，实现对页岩岩芯的前侧和后侧围压操作，通过压力传感器实现对前侧、后侧围压压力的监控；

围压操作完成后，打开第一球阀和第三球阀，启动真空泵，真空泵对密封箱和破碎箱内部进行抽真空，当第一压力表和第二压力表显示密封箱和破碎箱内部接近真空状态时，关闭真空泵、第一球阀和第三球阀。

步骤（3）具体为：通过扳手卡住其中一组取芯组件的长方体块，使用扳手拧动该长方体块，驱使相应的中空螺纹转杆转动，中空螺纹转杆与相应的第二螺纹套筒螺纹连接，则中空螺纹转杆旋转向后进给，中空螺纹转杆后端的取芯钻头对应穿过前侧围压板上的一个取芯圆孔，取芯钻头旋转进给对页岩岩芯进行切削钻进，直到取芯钻头向后钻出页岩岩芯并穿过后侧围压板上相应的一个取芯圆孔，则中空螺纹转杆内部便会填充有圆柱形岩芯，如此，完成取芯操作，在取芯过程中，启动真空泵，打开第一球阀和第二球阀，真空泵将页岩岩芯中逸出的气体收集到储气囊中，第一压力表和第二压力表显示密封箱和破碎箱内部接近真空状态时，关闭真空泵、第一球阀和第二球阀，将储气囊扎口后取下并进行称重，得到取芯过程中逸出气体的重量，然后将储气囊内的气体放空，并将储气囊压扁排净逸出气体后重新安装在储气管线的出气端。

步骤（4）具体为：推动相应的取芯推杆将中空螺纹转杆内部圆柱形岩芯推出，圆柱形岩芯掉落到传送皮带上前侧部，转动第二手轮，驱动主动传送辊转动，从而带动传送皮带转动，传送皮带将圆柱形岩芯送入破碎箱中，圆柱形岩芯掉落到主动破碎辊和从动破碎辊啮合处上部，将四根加热电阻棒通电，四根加热电阻棒将热量传递给主动破碎辊和从动破碎辊，启动破碎电机，破碎电机通过变速器驱动主动破碎辊转动，主动破碎辊带动从动破碎辊转动，主动破碎辊和从动破碎辊对圆柱形岩芯进行破碎，圆柱形岩芯机械破碎的同时也会在加热下产生热破碎，使圆柱形岩芯在破碎过程中内部的气体充分逸出，圆柱形岩芯破碎后掉落在接料底板上，待圆柱形岩芯破碎后，启动真空泵，打开第一球阀和第二球阀，真空泵将圆柱形岩芯破碎过程中逸出的气体收集到储气囊中，第一压力表和第二压力表显示密封箱和破碎箱内部接近真空状态时，关闭真空泵、第一球阀和第二球阀，将储气囊扎口后取下并进行称重，得到破碎过程中逸出气体的重量，通过将页岩岩芯取芯及破碎过程中逸出气体的重量累加，计算得到单位体积内页岩岩芯的含气量。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明对页岩岩芯进行围压操作实现模拟地层围压的方式，采用四组取芯组件对页岩岩芯进行重复取样，有利于实现页岩岩芯取芯过程中逸出气体测量准确度的重复性测试，对取芯过程中逸出气体进行测量后，将取芯的页岩岩芯送入到破碎箱中进行破碎，破碎过程中为了使得气体充分释放通过四根加热电阻棒对破碎组件进行加热，实现页岩岩芯的机械破碎和热破碎，再对破碎后的逸出气体进行收集测量，通过将页岩岩芯取芯及破碎过程中逸出气体的重量累加，计算得到单位体积内页岩岩芯的含气量，为评估页岩岩芯含气量提供了一种新的装置和方法。

附图说明

图1是本发明的轴测图一。

图2是本发明的轴测图二。

图3是本发明的剖视图。

图4是本发明的围压室、第一移动机构、第二移动机构、第三移动机构及取芯组件的部分结构示意图。

图5是本发明的围压室、第一移动机构、第二移动机构和第三移动机构的部分结构示意图。

图6是本发明的围压室、第一移动机构、第二移动机构、限位组件及传送带组件的部分结构示意图。

图7是本发明的破碎组件和破碎电机的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

如图1-图7所示，页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置，包括底座1、密封箱2、围压室、取芯组件、传送带组件、破碎箱、破碎组件、破碎电机3和抽气组件，密封箱2固定安装在底座1的前侧上部，底座1的后侧上部固定安装有变速器4，破碎箱固定安装在变速器4的前侧部，密封箱2由六块长方形外板拼接而成，六块长方形外板通过若干根螺钉5固定连接，密封箱2的后侧与破碎箱的前侧上部之间固定连接有输送方管6，围压室设置在密封箱2内，围压室中放置有长方体块结构的页岩岩芯7，围压室由六块围压板8合围而成，上侧长方形外板和下侧长方形外板之间安装有驱动上、下侧围压板8上下移动的第一移动机构，左侧长方形外板和右侧长方形外板之间安装有驱动左、右侧围压板8左右移动的第二移动机构，前侧长方形外板上安装有驱动前侧围压板8前后移动的第三移动机构，后侧长方形外板上安装有限制后侧围压板8前后位置的限位组件，取芯组件沿前后方向安装在密封箱2上，传送带组件沿前后方向安装在输送方管6内，传送带组件由前向后传送物料，传送带组件的前端为接收端且设置在输送方管6的前侧部，传送带组件的后端为输出端且设置在输送方管6的后侧部，破碎组件设置在破碎箱内下侧部，破碎电机3固定安装在变速器4的后侧部，破碎电机3的动力轴通过变速器4与破碎组件传动连接，抽气组件安装在右侧长方形外板上，抽气组件的抽吸端与密封箱2内部连通，上侧长方形外板上安装有与密封箱2内部连通的第一压力表9，破碎箱的顶部安装有与破碎箱内部连通的第二压力表10。

上、下侧围压板8设置在左、右侧围压板8之间，前、后侧围压板8设置在上、下侧围压板8之间，第一移动机构包括第一减速电机11和两套第一丝杠组件，上侧长方形外板的上表面中部固定安装有第一电机支座12，第一减速电机11固定安装在第一电机支座12的下表面，第一减速电机11的动力轴竖向设置且向上穿过第一电机支座12，两套第一丝杠组件的结构相同且前后对称设置在第一减速电机11的前方和后方，前侧的第一丝杠组件包括竖直丝杠13、上螺母副14、下螺母副15和两根竖直导杆16，竖直丝杠13贯穿上侧长方形外板、上侧围压板8、下侧围压板8和下侧长方形外板，竖直丝杠13的下端转动安装在下侧长方形外板上，竖直丝杠13的上端位于上侧长方形外板的上方，第一减速电机11的动力轴上端与竖直丝杠13的上端通过第一链条传动机构17传动连接，上螺母副14套在竖直丝杠13上并固定安装在上围压板8上，下螺母副15套在竖直丝杠13上并固定安装在下围压板8上，竖直丝杠13分别与上螺母副14和下螺母副15螺纹传动连接，上螺母副14和下螺母副15的内圆螺纹旋向相反，两根竖直导杆16左右间隔设置，竖直丝杠13位于两根竖直导杆16的中间，两根竖直导杆16贯穿上侧围压板8、下侧围压板8和下侧长方形外板，两根竖直导杆16的下端固定安装在下侧长方形外板上，两根竖直导杆16与上侧围压板8和下侧围压板8均滑动连接；

第二移动机构包括第二减速电机18和两套第二丝杠组件，左侧长方形外板的左侧面中部固定安装有第二电机支座19，第二减速电机18固定安装在第二电机支座19的右侧面，第二减速电机18的动力轴沿左右方向水平设置且向左穿过第二电机支座19，两套第二丝杠组件的结构相同且前后对称设置在第二减速电机18的前方和后方，前侧的第二丝杠组件包括水平丝杠20、左螺母副21、右螺母副22和两根水平导杆23，水平丝杠20贯穿左侧长方形外板、左侧围压板8、右侧围压板8和右侧长方形外板，水平丝杆的右端转动安装在右侧长方形外板上，水平丝杆的左端位于左侧长方形外板的左侧，第二减速电机18的动力轴左端与水平丝杠20的左端通过第二链条传动机构24传动连接，左螺母副21套在水平丝杠20上并固定安装在左围压板8上，右螺母副22套在水平丝杠20上并固定安装在右围压板8上，水平丝杠20分别与左螺母副21和右螺母副22螺纹传动连接，左螺母副21和右螺母副22的内圆螺纹旋向相反，两根水平导杆23上下间隔设置，水平丝杠20位于两根水平导杆23的中间，两根水平导杆23贯穿左侧围压板8、右侧围压板8和右侧长方形外板，两根水平导杆23的右端固定安装在右侧长方形外板上，两根水平导杆23与左侧围压板8和右侧围压板8均滑动连接，上侧水平导杆23设置在右侧长方形外板的前上侧部且位于上侧围压板8的上方，下侧水平导杆23设置在右侧长方形外板的前下侧部且位于下侧围压板8的下方；

第三移动机构包括四组转动推杆组件，四组转动推杆组件的结构相同且呈矩形阵列布置，其中一组转动推杆组件包括螺纹推杆25和第一螺纹套筒26，螺纹推杆25沿前后方向水平设置，第一螺纹套筒26固定安装在前侧长方形外板上，螺纹推杆25贯穿第一螺纹套筒26和前侧长方形外板并与第一螺纹套筒26螺纹传动连接，螺纹推杆25的后端顶压在前侧围压板8的前侧面上，螺纹推杆25的后端安装有压力传感器，螺纹推杆25的前端位于前侧长方形外板的前方并固定安装有第一手轮27；

限位组件包括四根限位连接杆28，四根限位连接杆28均沿前后方向水平设置且呈矩形阵列布置，四根限位连接杆28的前端均固定连接在后侧围压板8的后侧面上，四根限位连接杆28的后端均穿过后侧长方形外板且伸出密封箱2，后侧长方形外板的后侧面左侧部和右侧部均固定连接有一块竖直支板29，竖直支板29所在平面与后侧长方形外板垂直，左侧竖直支板29位于输送方管6的左侧，右侧竖直支板29位于输送方管6的右侧，左侧的两根限位连接杆28位于左侧竖直支板29和输送方管6之间，右侧的两根限位连接杆28位于右侧竖直支板29和输送方管6之间，每根限位连接杆28上均前后间隔开设有若干个左右通透的限位销孔30，左侧竖直支板29和右侧竖直支板29上均安装有两根上下间隔设置的限位插销31，左侧的两根限位插销31分别对应插接在左侧的两根限位连接杆28上相应的限位销孔30中，右侧的两根限位插销31分别对应插接在右侧的两根限位连接杆28上相应的限位销孔30中。

取芯组件设置有四组，前侧长方形外板的前侧面固定安装有取芯支座32，四组取芯组件呈矩形阵列布置且安装在取芯支座32上，其中一组取芯组件包括第二螺纹套筒33、中空螺纹转杆34和取芯推杆35，第二螺纹套筒33、中空螺纹转杆34和取芯推杆35的中心线重合且沿前后方向水平设置，第二螺纹套筒33固定安装在取芯支座32上，中空螺纹转杆34贯穿第二螺纹套筒33、取芯支座32和前侧长方形外板，中空螺纹转杆34的外圆与第二螺纹套筒33的内圆螺纹连接，中空螺纹转杆34的后端伸入到密封箱2内，前侧围压板8和后侧围压板8上均开设有四个前后对应且通透的取芯圆孔36，中空螺纹转杆34与取芯圆孔36前后对应，取芯圆孔36的内径略大于中空螺纹转杆34的外径，中空螺纹转杆34的后端一体成型有锯齿状的取芯钻头，取芯推杆35对应插接在中空螺纹转杆34中，取芯推杆35的前端伸出中空螺纹转杆34的前端，取芯推杆35的长度大于中空螺纹转杆34的长度，取芯推杆35的前端固定设置有把手37，中空螺纹转杆34的前端外圆周固定安装有用于扳手卡接扭转的长方体块38。

传送带组件包括主动传送辊39、从动传送辊40和传送皮带41，主动传送辊39和从动传送辊40均沿左右方向水平设置，主动传送辊39的左端转动安装在输送方管6的左侧板后侧部，主动传送辊39的右端转动安装在输送方管6的右侧板后侧部，从动传送辊40的左端转动安装在输送方管6的左侧板前侧部，从动传送辊40的右端转动安装在输送方管6的右侧板前侧部，主动传送辊39的左端穿过输送方管6的左侧板且位于输送方管6的左侧，主动传送辊39的左端固定安装有第二手轮42，传送皮带41套装在主动传送辊39和从动传送辊40上；

破碎箱包括上箱体43和下箱体44，上箱体43的底部、下箱体44的顶部和底部均敞口，上箱体43的底部对应固定连接在下箱体44的顶部，输送方管6固定安装在密封箱2和上箱体43之间，下箱体44的底部通过若干根螺栓45密封固定连接有接料底板46，下箱体44的前侧板和后侧板之间固定安装有四根位于下箱体44内部且呈矩形阵列设置的加热电阻棒47，上侧两根加热电阻棒47分别位于下箱体44内上侧部的左侧和右侧且位于破碎组件的上方，下侧两根加热电阻棒47分别位于下箱体44内下侧部的左侧和右侧且位于破碎组件的下方，破碎组件包括主动破碎辊48和从动破碎辊49，主动破碎辊48和从动破碎辊49的中心线均沿前后方向水平设置，主动破碎辊48和从动破碎辊49左右并排设置在下箱体44内，主动破碎辊48的前端和从动破碎辊49的前端均转动安装在下箱体44的前侧板中部，主动破碎辊48的后端和从动破碎辊49的后端均转动安装在下箱体44的后侧板中部，主动破碎辊48和从动破碎辊49啮合传动连接，下箱体44固定连接在变速器4的前侧部，破碎电机3的动力轴通过变速器4传动连接主动破碎辊48的后端。

抽气组件包括真空泵50、抽气管线51、储气管线52和储气囊53，右侧长方形外板的右侧面固定安装有水平支板54，真空泵50固定安装在水平支板54上，真空泵50的进气口与抽气管线51的出气端固定连接，抽气管线51的进气端固定安装在右侧长方形外板上并与密封箱2内部连通，真空泵50的出气口与储气管线52的进气端固定连接，储气囊53安装在储气管线52的出气端，储气管线52上连接有一根放空管线55，抽气管线51上安装有第一球阀56，储气管线52上安装有位于储气囊53和放空管线55之间的第二球阀57，放空管线55上安装有第三球阀58。

压力传感器、取芯钻头在图中未示。

页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置的工作方法，具体包括以下步骤：

（1）、将从地下取出的页岩岩芯7放入围压室内；

（2）、通过第一移动机构驱动上侧和下侧的围压板8移动，通过第二移动机构驱动左侧和右侧的围压板8移动，通过第三移动机构驱动前侧的围压板8移动，通过限位组件调节后侧的围压板8的前后位置，实现对页岩岩芯7的围压操作，模拟地层围压，围压操作完成后，对整个装置内部进行抽真空；

（3）、通过其中一组取芯组件对页岩岩芯7进行旋转切割取芯操作，同时通过抽气组件收集从页岩岩芯7中逸出的气体并对收集到的逸出气体称重；

（4）、将步骤（3）的取芯组件中的页岩岩芯7推出并通过传送带组件送入破碎箱中，启动破碎电机3，破碎电机3通过变速器4驱动破碎组件转动，破碎组件对页岩岩芯7进行破碎，然后再通过抽气组件将破碎过程中页岩岩芯7内部的逸出气体进行收集并称重，通过将页岩岩芯7取芯及破碎过程中逸出气体的重量累加，计算得到单位体积内页岩岩芯7的含气量；

（5）、为了提高计算试验过程中的准确性，设置四组取芯组件，如此，重复步骤（3）和（4）能够对页岩岩芯7重复进行4次取芯过程和破碎过程的逸出气体收集称重，计算得到四组单位体积内页岩岩芯7的含气量，即通过重复性试验提高测试的准确性。

步骤（1）具体为：将上侧长方形外板、第一移动机构、上侧围压板8和上侧的两根水平导杆23拆下来，从而打开密封箱2和围压室，再将从地下取出的页岩岩芯7放入围压室中，页岩岩芯7放置在下侧围压板8上，在左右方向上页岩岩芯7的尺寸比前侧围压板8大1-3cm，在高度方向页岩岩芯7的尺寸比前侧围压板8大1-3cm，最后再将上侧长方形外板、第一移动机构、上侧围压板8和上侧的两根水平导杆23重新安装好，。

步骤（2）具体为：启动第一减速电机11，第一减速电机11的动力轴通过第一链条传动机构分别驱动两根竖直丝杠13转动，两根竖直丝杠13分别通过相应的上螺母副14和下螺母副15驱动上侧围压板8和下侧围压板8同步上下移动，其中由于上螺母副14和下螺母副15的内圆螺纹旋向相反，当第一减速电机11正转时，上侧围压板8和下侧围压板8相向移动分别对页岩岩芯7的上侧和下侧进行加压，当第一减速电机11反转时，上侧围压板8和下侧围压板8相背移动进行卸压，通过第一减速电机11的输出扭矩及第一链条传动机构17的传动比可计算得到施加在上、下侧围压板8上的压力；启动第二减速电机18，第二减速电机18的动力轴通过第二链条传动机构分别驱动两根水平丝杠20转动，两根水平丝杠20分别通过相应的左螺母副21和右螺母副22驱动左侧围压板8和下侧围压板8同步左右移动，其中由于左螺母副21和右螺母副22的内圆螺纹旋向相反，当第二减速电机18正转时，左侧围压板8和右侧围压板8相向移动分别对页岩岩芯7的左侧和右侧进行加压，当第二减速电机18反转时，左侧围压板8和右侧围压板8相背移动进行卸压，通过第二减速电机18的输出扭矩及第二链条传动机构24的传动比可计算得到施加在左、右侧围压板8上的压力；

对页岩岩芯7的前、后侧加围压采用手动方式进行，具体是：通过四根限位连接杆28带动后侧围压板8前后移动，并使后侧围压板8的前侧面与页岩岩芯7的后侧接触，再将左侧的两根限位插销31分别对应插接在左侧的两根限位连接杆28上相应的限位销孔30中，右侧的两根限位插销31分别对应插接在右侧的两根限位连接杆28上相应的限位销孔30中，转动四个第一手轮27，使四根螺纹推杆25的前端顶压前侧围压板8向后移动，前侧围压板8的后侧面与页岩岩芯7的前侧面紧压接触，实现对页岩岩芯7的前侧和后侧围压操作，通过压力传感器实现对前侧、后侧围压压力的监控；

围压操作完成后，打开第一球阀56和第三球阀58，启动真空泵50，真空泵50对密封箱2和破碎箱内部进行抽真空，当第一压力表9和第二压力表10显示密封箱2和破碎箱内部接近真空状态时，关闭真空泵50、第一球阀56和第三球阀58。

步骤（3）具体为：通过扳手卡住其中一组取芯组件的长方体块38，使用扳手拧动该长方体块38，驱使相应的中空螺纹转杆34转动，中空螺纹转杆34与相应的第二螺纹套筒33螺纹连接，则中空螺纹转杆34旋转向后进给，中空螺纹转杆34后端的取芯钻头对应穿过前侧围压板8上的一个取芯圆孔36，取芯钻头旋转进给对页岩岩芯7进行切削钻进，直到取芯钻头向后钻出页岩岩芯7并穿过后侧围压板8上相应的一个取芯圆孔36，则中空螺纹转杆34内部便会填充有圆柱形岩芯，如此，完成取芯操作，在取芯过程中，启动真空泵50，打开第一球阀56和第二球阀57，真空泵50将页岩岩芯7中逸出的气体收集到储气囊53中，第一压力表9和第二压力表10显示密封箱2和破碎箱内部接近真空状态时，关闭真空泵50、第一球阀56和第二球阀57，将储气囊53扎口后取下并进行称重，得到取芯过程中逸出气体的重量，然后将储气囊53内的气体放空，并将储气囊53压扁排净逸出气体后重新安装在储气管线52的出气端。

步骤（4）具体为：推动相应的取芯推杆35将中空螺纹转杆34内部圆柱形岩芯推出，圆柱形岩芯掉落到传送皮带41上前侧部，转动第二手轮42，驱动主动传送辊39转动，从而带动传送皮带41转动，传送皮带41将圆柱形岩芯送入破碎箱中，圆柱形岩芯掉落到主动破碎辊48和从动破碎辊49啮合处上部，将四根加热电阻棒47通电，四根加热电阻棒47将热量传递给主动破碎辊48和从动破碎辊49，启动破碎电机3，破碎电机3通过变速器4驱动主动破碎辊48转动，主动破碎辊48带动从动破碎辊49转动，主动破碎辊48和从动破碎辊49对圆柱形岩芯进行破碎，圆柱形岩芯机械破碎的同时也会在加热下产生热破碎，使圆柱形岩芯在破碎过程中内部的气体充分逸出，圆柱形岩芯破碎后掉落在接料底板46上，待圆柱形岩芯破碎后，启动真空泵50，打开第一球阀56和第二球阀57，真空泵50将圆柱形岩芯破碎过程中逸出的气体收集到储气囊53中，第一压力表9和第二压力表10显示密封箱2和破碎箱内部接近真空状态时，关闭真空泵50、第一球阀56和第二球阀57，将储气囊53扎口后取下并进行称重，得到破碎过程中逸出气体的重量，通过将页岩岩芯7取芯及破碎过程中逸出气体的重量累加，计算得到单位体积内页岩岩芯7的含气量。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置，其特征在于：包括底座、密封箱、围压室、取芯组件、传送带组件、破碎箱、破碎组件、破碎电机和抽气组件，密封箱固定安装在底座的前侧上部，底座的后侧上部固定安装有变速器，破碎箱固定安装在变速器的前侧部，密封箱由六块长方形外板拼接而成，六块长方形外板通过若干根螺钉固定连接，密封箱的后侧与破碎箱的前侧上部之间固定连接有输送方管，围压室设置在密封箱内，围压室中放置有长方体块结构的页岩岩芯，围压室由六块围压板合围而成，上侧长方形外板和下侧长方形外板之间安装有驱动上、下侧围压板上下移动的第一移动机构，左侧长方形外板和右侧长方形外板之间安装有驱动左、右侧围压板左右移动的第二移动机构，前侧长方形外板上安装有驱动前侧围压板前后移动的第三移动机构，后侧长方形外板上安装有限制后侧围压板前后位置的限位组件，取芯组件沿前后方向安装在密封箱上，传送带组件沿前后方向安装在输送方管内，传送带组件由前向后传送物料，传送带组件的前端为接收端且设置在输送方管的前侧部，传送带组件的后端为输出端且设置在输送方管的后侧部，破碎组件设置在破碎箱内下侧部，破碎电机固定安装在变速器的后侧部，破碎电机的动力轴通过变速器与破碎组件传动连接，抽气组件安装在右侧长方形外板上，抽气组件的抽吸端与密封箱内部连通，上侧长方形外板上安装有与密封箱内部连通的第一压力表，破碎箱的顶部安装有与破碎箱内部连通的第二压力表。

2.根据权利要求1所述的页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置，其特征在于：上、下侧围压板设置在左、右侧围压板之间，前、后侧围压板设置在上、下侧围压板之间，第一移动机构包括第一减速电机和两套第一丝杠组件，上侧长方形外板的上表面中部固定安装有第一电机支座，第一减速电机固定安装在第一电机支座的下表面，第一减速电机的动力轴竖向设置且向上穿过第一电机支座，两套第一丝杠组件的结构相同且前后对称设置在第一减速电机的前方和后方，前侧的第一丝杠组件包括竖直丝杠、上螺母副、下螺母副和两根竖直导杆，竖直丝杠贯穿上侧长方形外板、上侧围压板、下侧围压板和下侧长方形外板，竖直丝杠的下端转动安装在下侧长方形外板上，竖直丝杠的上端位于上侧长方形外板的上方，第一减速电机的动力轴上端与竖直丝杠的上端通过第一链条传动机构传动连接，上螺母副套在竖直丝杠上并固定安装在上围压板上，下螺母副套在竖直丝杠上并固定安装在下围压板上，竖直丝杠分别与上螺母副和下螺母副螺纹传动连接，上螺母副和下螺母副的内圆螺纹旋向相反，两根竖直导杆左右间隔设置，竖直丝杠位于两根竖直导杆的中间，两根竖直导杆贯穿上侧围压板、下侧围压板和下侧长方形外板，两根竖直导杆的下端固定安装在下侧长方形外板上，两根竖直导杆与上侧围压板和下侧围压板均滑动连接；

第二移动机构包括第二减速电机和两套第二丝杠组件，左侧长方形外板的左侧面中部固定安装有第二电机支座，第二减速电机固定安装在第二电机支座的右侧面，第二减速电机的动力轴沿左右方向水平设置且向左穿过第二电机支座，两套第二丝杠组件的结构相同且前后对称设置在第二减速电机的前方和后方，前侧的第二丝杠组件包括水平丝杠、左螺母副、右螺母副和两根水平导杆，水平丝杠贯穿左侧长方形外板、左侧围压板、右侧围压板和右侧长方形外板，水平丝杆的右端转动安装在右侧长方形外板上，水平丝杆的左端位于左侧长方形外板的左侧，第二减速电机的动力轴左端与水平丝杠的左端通过第二链条传动机构传动连接，左螺母副套在水平丝杠上并固定安装在左围压板上，右螺母副套在水平丝杠上并固定安装在右围压板上，水平丝杠分别与左螺母副和右螺母副螺纹传动连接，左螺母副和右螺母副的内圆螺纹旋向相反，两根水平导杆上下间隔设置，水平丝杠位于两根水平导杆的中间，两根水平导杆贯穿左侧围压板、右侧围压板和右侧长方形外板，两根水平导杆的右端固定安装在右侧长方形外板上，两根水平导杆与左侧围压板和右侧围压板均滑动连接，上侧水平导杆设置在右侧长方形外板的前上侧部且位于上侧围压板的上方，下侧水平导杆设置在右侧长方形外板的前下侧部且位于下侧围压板的下方；

第三移动机构包括四组转动推杆组件，四组转动推杆组件的结构相同且呈矩形阵列布置，其中一组转动推杆组件包括螺纹推杆和第一螺纹套筒，螺纹推杆沿前后方向水平设置，第一螺纹套筒固定安装在前侧长方形外板上，螺纹推杆贯穿第一螺纹套筒和前侧长方形外板并与第一螺纹套筒螺纹传动连接，螺纹推杆的后端顶压在前侧围压板的前侧面上，螺纹推杆的后端安装有压力传感器，螺纹推杆的前端位于前侧长方形外板的前方并固定安装有第一手轮；

限位组件包括四根限位连接杆，四根限位连接杆均沿前后方向水平设置且呈矩形阵列布置，四根限位连接杆的前端均固定连接在后侧围压板的后侧面上，四根限位连接杆的后端均穿过后侧长方形外板且伸出密封箱，后侧长方形外板的后侧面左侧部和右侧部均固定连接有一块竖直支板，竖直支板所在平面与后侧长方形外板垂直，左侧竖直支板位于输送方管的左侧，右侧竖直支板位于输送方管的右侧，左侧的两根限位连接杆位于左侧竖直支板和输送方管之间，右侧的两根限位连接杆位于右侧竖直支板和输送方管之间，每根限位连接杆上均前后间隔开设有若干个左右通透的限位销孔，左侧竖直支板和右侧竖直支板上均安装有两根上下间隔设置的限位插销，左侧的两根限位插销分别对应插接在左侧的两根限位连接杆上相应的限位销孔中，右侧的两根限位插销分别对应插接在右侧的两根限位连接杆上相应的限位销孔中。

3.根据权利要求2所述的页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置，其特征在于：取芯组件设置有四组，前侧长方形外板的前侧面固定安装有取芯支座，四组取芯组件呈矩形阵列布置且安装在取芯支座上，其中一组取芯组件包括第二螺纹套筒、中空螺纹转杆和取芯推杆，第二螺纹套筒、中空螺纹转杆和取芯推杆的中心线重合且沿前后方向水平设置，第二螺纹套筒固定安装在取芯支座上，中空螺纹转杆贯穿第二螺纹套筒、取芯支座和前侧长方形外板，中空螺纹转杆的外圆与第二螺纹套筒的内圆螺纹连接，中空螺纹转杆的后端伸入到密封箱内，前侧围压板和后侧围压板上均开设有四个前后对应且通透的取芯圆孔，中空螺纹转杆与取芯圆孔前后对应，取芯圆孔的内径略大于中空螺纹转杆的外径，中空螺纹转杆的后端一体成型有锯齿状的取芯钻头，取芯推杆对应插接在中空螺纹转杆中，取芯推杆的前端伸出中空螺纹转杆的前端，取芯推杆的长度大于中空螺纹转杆的长度，取芯推杆的前端固定设置有把手，中空螺纹转杆的前端外圆周固定安装有用于扳手卡接扭转的长方体块。

4.根据权利要求3所述的页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置，其特征在于：传送带组件包括主动传送辊、从动传送辊和传送皮带，主动传送辊和从动传送辊均沿左右方向水平设置，主动传送辊的左端转动安装在输送方管的左侧板后侧部，主动传送辊的右端转动安装在输送方管的右侧板后侧部，从动传送辊的左端转动安装在输送方管的左侧板前侧部，从动传送辊的右端转动安装在输送方管的右侧板前侧部，主动传送辊的左端穿过输送方管的左侧板且位于输送方管的左侧，主动传送辊的左端固定安装有第二手轮，传送皮带套装在主动传送辊和从动传送辊上；

破碎箱包括上箱体和下箱体，上箱体的底部、下箱体的顶部和底部均敞口，上箱体的底部对应固定连接在下箱体的顶部，输送方管固定安装在密封箱和上箱体之间，下箱体的底部通过若干根螺栓密封固定连接有接料底板，下箱体的前侧板和后侧板之间固定安装有四根位于下箱体内部且呈矩形阵列设置的加热电阻棒，上侧两根加热电阻棒分别位于下箱体内上侧部的左侧和右侧且位于破碎组件的上方，下侧两根加热电阻棒分别位于下箱体内下侧部的左侧和右侧且位于破碎组件的下方，破碎组件包括主动破碎辊和从动破碎辊，主动破碎辊和从动破碎辊的中心线均沿前后方向水平设置，主动破碎辊和从动破碎辊左右并排设置在下箱体内，主动破碎辊的前端和从动破碎辊的前端均转动安装在下箱体的前侧板中部，主动破碎辊的后端和从动破碎辊的后端均转动安装在下箱体的后侧板中部，主动破碎辊和从动破碎辊啮合传动连接，下箱体固定连接在变速器的前侧部，破碎电机的动力轴通过变速器传动连接主动破碎辊的后端。

5.根据权利要求4所述的页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置，其特征在于：抽气组件包括真空泵、抽气管线、储气管线和储气囊，右侧长方形外板的右侧面固定安装有水平支板，真空泵固定安装在水平支板上，真空泵的进气口与抽气管线的出气端固定连接，抽气管线的进气端固定安装在右侧长方形外板上并与密封箱内部连通，真空泵的出气口与储气管线的进气端固定连接，储气囊安装在储气管线的出气端，储气管线上连接有一根放空管线，抽气管线上安装有第一球阀，储气管线上安装有位于储气囊和放空管线之间的第二球阀，放空管线上安装有第三球阀。

6.如权利要求5所述的页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置的工作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

（1）、将从地下取出的页岩岩芯放入围压室内；

（2）、通过第一移动机构驱动上侧和下侧的围压板移动，通过第二移动机构驱动左侧和右侧的围压板移动，通过第三移动机构驱动前侧的围压板移动，通过限位组件调节后侧的围压板的前后位置，实现对页岩岩芯的围压操作，模拟地层围压，围压操作完成后，对整个装置内部进行抽真空；

（3）、通过其中一组取芯组件对页岩岩芯进行旋转切割取芯操作，同时通过抽气组件收集从页岩岩芯中逸出的气体并对收集到的逸出气体称重；

（4）、将步骤（3）的取芯组件中的页岩岩芯推出并通过传送带组件送入破碎箱中，启动破碎电机，破碎电机通过变速器驱动破碎组件转动，破碎组件对页岩岩芯进行破碎，然后再通过抽气组件将破碎过程中页岩岩芯内部的逸出气体进行收集并称重，通过将页岩岩芯取芯及破碎过程中逸出气体的重量累加，计算得到单位体积内页岩岩芯的含气量；

（5）、为了提高计算试验过程中的准确性，设置四组取芯组件，如此，重复步骤（3）和（4）能够对页岩岩芯重复进行4次取芯过程和破碎过程的逸出气体收集称重，计算得到四组单位体积内页岩岩芯的含气量，即通过重复性试验提高测试的准确性。

7.根据权利要求6所述的页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置的工作方法，其特征在于：步骤（1）具体为：将上侧长方形外板、第一移动机构、上侧围压板和上侧的两根水平导杆拆下来，从而打开密封箱和围压室，再将从地下取出的页岩岩芯放入围压室中，页岩岩芯放置在下侧围压板上，在左右方向上页岩岩芯的尺寸比前侧围压板大1-3cm，在高度方向页岩岩芯的尺寸比前侧围压板大1-3cm，最后再将上侧长方形外板、第一移动机构、上侧围压板和上侧的两根水平导杆重新安装好。

8.根据权利要求7所述的页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置的工作方法，其特征在于：步骤（2）具体为：启动第一减速电机，第一减速电机的动力轴通过第一链条传动机构分别驱动两根竖直丝杠转动，两根竖直丝杠分别通过相应的上螺母副和下螺母副驱动上侧围压板和下侧围压板同步上下移动，其中由于上螺母副和下螺母副的内圆螺纹旋向相反，当第一减速电机正转时，上侧围压板和下侧围压板相向移动分别对页岩岩芯的上侧和下侧进行加压，当第一减速电机反转时，上侧围压板和下侧围压板相背移动进行卸压，通过第一减速电机的输出扭矩及第一链条传动机构的传动比可计算得到施加在上、下侧围压板上的压力；启动第二减速电机，第二减速电机的动力轴通过第二链条传动机构分别驱动两根水平丝杠转动，两根水平丝杠分别通过相应的左螺母副和右螺母副驱动左侧围压板和下侧围压板同步左右移动，其中由于左螺母副和右螺母副的内圆螺纹旋向相反，当第二减速电机正转时，左侧围压板和右侧围压板相向移动分别对页岩岩芯的左侧和右侧进行加压，当第二减速电机反转时，左侧围压板和右侧围压板相背移动进行卸压，通过第二减速电机的输出扭矩及第二链条传动机构的传动比可计算得到施加在左、右侧围压板上的压力；

对页岩岩芯的前、后侧加围压采用手动方式进行，具体是：通过四根限位连接杆带动后侧围压板前后移动，并使后侧围压板的前侧面与页岩岩芯的后侧接触，再将左侧的两根限位插销分别对应插接在左侧的两根限位连接杆上相应的限位销孔中，右侧的两根限位插销分别对应插接在右侧的两根限位连接杆上相应的限位销孔中，转动四个第一手轮，使四根螺纹推杆的前端顶压前侧围压板向后移动，前侧围压板的后侧面与页岩岩芯的前侧面紧压接触，实现对页岩岩芯的前侧和后侧围压操作，通过压力传感器实现对前侧、后侧围压压力的监控；

围压操作完成后，打开第一球阀和第三球阀，启动真空泵，真空泵对密封箱和破碎箱内部进行抽真空，当第一压力表和第二压力表显示密封箱和破碎箱内部接近真空状态时，关闭真空泵、第一球阀和第三球阀。

9.根据权利要求8所述的页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置的工作方法，其特征在于：步骤（3）具体为：通过扳手卡住其中一组取芯组件的长方体块，使用扳手拧动该长方体块，驱使相应的中空螺纹转杆转动，中空螺纹转杆与相应的第二螺纹套筒螺纹连接，则中空螺纹转杆旋转向后进给，中空螺纹转杆后端的取芯钻头对应穿过前侧围压板上的一个取芯圆孔，取芯钻头旋转进给对页岩岩芯进行切削钻进，直到取芯钻头向后钻出页岩岩芯并穿过后侧围压板上相应的一个取芯圆孔，则中空螺纹转杆内部便会填充有圆柱形岩芯，如此，完成取芯操作，在取芯过程中，启动真空泵，打开第一球阀和第二球阀，真空泵将页岩岩芯中逸出的气体收集到储气囊中，第一压力表和第二压力表显示密封箱和破碎箱内部接近真空状态时，关闭真空泵、第一球阀和第二球阀，将储气囊扎口后取下并进行称重，得到取芯过程中逸出气体的重量，然后将储气囊内的气体放空，并将储气囊压扁排净逸出气体后重新安装在储气管线的出气端。

10.根据权利要求9所述的页岩岩芯取芯及破碎过程逸出气体测量装置的工作方法，其特征在于：步骤（4）具体为：推动相应的取芯推杆将中空螺纹转杆内部圆柱形岩芯推出，圆柱形岩芯掉落到传送皮带上前侧部，转动第二手轮，驱动主动传送辊转动，从而带动传送皮带转动，传送皮带将圆柱形岩芯送入破碎箱中，圆柱形岩芯掉落到主动破碎辊和从动破碎辊啮合处上部，将四根加热电阻棒通电，四根加热电阻棒将热量传递给主动破碎辊和从动破碎辊，启动破碎电机，破碎电机通过变速器驱动主动破碎辊转动，主动破碎辊带动从动破碎辊转动，主动破碎辊和从动破碎辊对圆柱形岩芯进行破碎，圆柱形岩芯机械破碎的同时也会在加热下产生热破碎，使圆柱形岩芯在破碎过程中内部的气体充分逸出，圆柱形岩芯破碎后掉落在接料底板上，待圆柱形岩芯破碎后，启动真空泵，打开第一球阀和第二球阀，真空泵将圆柱形岩芯破碎过程中逸出的气体收集到储气囊中，第一压力表和第二压力表显示密封箱和破碎箱内部接近真空状态时，关闭真空泵、第一球阀和第二球阀，将储气囊扎口后取下并进行称重，得到破碎过程中逸出气体的重量，通过将页岩岩芯取芯及破碎过程中逸出气体的重量累加，计算得到单位体积内页岩岩芯的含气量。

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