CN116124883B - 一种油砂含油率检测设备及在油砂资源储量评价中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油砂含油率检测设备及在油砂资源储量评价中的应用，由内至外包括处理筒和集液筒，处理筒的底部连接转动控制装置，用于带动处理筒转动，从而将处理筒内部的油水混合液甩出至集液筒，集液筒通过管道连接检测筒，用于定量检测所述油水混合液中的含油量；处理筒的顶面具有第一开口，允许处理筒上方的挤压头通过第一开口进入处理筒并挤压破碎处理筒内的油砂，将油砂中的油挤出；处理筒的侧面为双层筒壁，每层筒壁都均匀设置若干排液孔，两层筒壁之间设有可拆卸的活动隔板，用于在挤压破碎油砂时阻挡处理筒内的物料进入集液筒；处理筒的顶部设有进水管，进水管的若干喷头通过排液孔穿入处理筒内，用于向处理筒内输入水。
Description
技术领域
本发明涉及油砂矿产资源勘查技术领域，具体为一种油砂含油率检测设备及在油砂资源储量评价中的应用。
背景技术
油砂又称沥青砂，是指由沥青、砂、水、黏土等矿物组成的含天然沥青的砂岩或其他岩石，是一种重要的非常规石油资源。开展油砂矿产资源的评价及开发利用研究，对缓解我国石油资源供应紧张、保障能源安全具有重要的战略意义。油砂作为重要的战略接替资源，是我国未来石油产业发展的重要补充资源之一。
现有的油砂含油率检测通常是将油砂样品与某种有机溶剂（如四氯化碳）接触，使其中的油分溶解到有机相中，再通过蒸馏或萃取等方式得到纯油，并计算含油率，或是利用核磁共振原理对油砂中的氢原子进行检测和分析，计算出油砂中的总烃含量和可提取烃含量，从而得出含油率，这两种方法都需要使用到复杂的仪器或经过复杂的步骤，无法在油砂矿产资源的现场进行快速检测，检测时间长，导致后续的油砂资源储量评价需要等待很长的时间才能完成，无法快速完成油砂资源储量评价；同时，现有的油砂矿产资源评价指标笼统且评价方法单一，主要采用单个指标对油砂资源进行简单划分，此外，没有系统考虑油砂矿区的不同利用状况，针对油砂矿产资源的评价方法缺少系统性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种油砂含油率检测设备及在油砂资源储量评价中的应用，能够快速测定油砂矿产资源的含油率，进而快速完成油砂资源储量评价，缩短了检测时间和评价时间，提高了工作效率，尤其是对于低含油率的、无法利用的油砂矿产资源，可以避免浪费过多的资源和精力，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油砂含油率检测设备，由内至外包括处理筒和集液筒，处理筒的底部连接转动控制装置，用于带动处理筒转动，从而将处理筒内部的油水混合液甩出至集液筒，集液筒通过管道连接检测筒，用于定量检测所述油水混合液中的含油量；
处理筒的顶面具有第一开口，允许处理筒上方的挤压头通过第一开口进入处理筒并挤压破碎处理筒内的油砂，将油砂中的油挤出；
处理筒的侧面为双层筒壁，每层筒壁都均匀设置若干排液孔，两层筒壁之间设有可拆卸的活动隔板，用于在挤压破碎油砂时阻挡处理筒内的物料进入集液筒；
处理筒的顶部设有进水管，进水管的若干喷头通过排液孔穿入处理筒内，用于向处理筒内输入水。
可选的，所述处理筒为圆柱形，内层筒壁、外层筒壁和活动隔板也是圆柱形，且同心设置，处理筒的内层筒壁和外层筒壁上的排液孔沿着内层筒壁的切线方向一一对应；
内层筒壁和外层筒壁的底部相连接，顶部不连接；
内层筒壁的顶面设有第一开口，第一开口的内部设有圆环形的弹性环，弹性环的外侧边缘可拆卸连接第一开口的边缘，所述挤压头穿过弹性环的内孔进入处理筒内部。
可选的，所述活动隔板的底端设有一圈密封垫圈，活动隔板为实体板，活动隔板的顶部对应进水管的喷头的位置设有通孔，防止活动隔板影响进水；
所述内层筒壁和外层筒壁的顶部分别设有伸向彼此的柔性的刮油板。
可选的，所述进水管包括圆形的主管以及主管上的三排喷头，主管包括两个半圆形的分管，两个分管的相对的一端为铰接结构，相对的另一端为自由端，铰接处利用柔性软管连接两侧的分管，两个分管的自由端分别可拆卸的连接外部水源；
主管的内侧设有一排水平内喷头和一排倾斜喷头，主管的外侧设有一排水平外喷头，用于冲细挤压头和弹性环；
水平内喷头用于向处理筒内进水，水平外喷头用于冲洗集液筒。
可选的，所述转动控制装置包括转动座、主动齿轮和从动齿轮，所述处理筒的下方连接转动座，从动齿轮固定设置在处理筒的底部的外侧表面，且处于集液筒的下方，主动齿轮与从动齿轮相互啮合，主动齿轮与外部驱动装置连接。
可选的，所述处理筒内设有过滤网和可升降的碾压台，过滤网设在处理筒的上部，碾压台的底部连接竖直的支撑杆，支撑杆依次贯穿处理筒底面和转动座，并连接外部的升降驱动装置；
碾压台的上表面设有与过滤网的网线相对应的下凹的网格纹理，当碾压台上升至最高位置时，过滤网嵌入碾压台的网格纹理，使得碾压台的上表面平整。
可选的，所述碾压台的外侧边缘不接触内层筒壁，过滤网的外侧边缘具有一段竖直网，竖直网可拆卸地挂接在内层筒壁上，过滤网的孔径小于破碎后的油砂的粒径，使得破碎后的油砂始终处于过滤网上方。
本发明还提供所述油砂含油率检测设备在油砂资源储量评价中的应用，采用了上述油砂含油率检测设备，包括以下步骤：
S1）首先根据是否可利用对油砂矿产资源进行分类，分为未占用油砂矿产资源、占用油砂矿产资源以及压覆和残留油砂矿产资源，其中未占用油砂矿产资源根据埋深、可采厚度、水文地质条件、含油率和稳定程度判断其是否为可利用资源；占用油砂矿产资源根据其是否做过开发利用方案和技术经济评价及关停原因判断是否为可利用资源；压覆和残留的油砂矿产资源暂列为不可利用资源；
S2）对上述不同的可利用油砂矿产资源进行实地采样，采用油砂含油率检测设备检测实地的油砂含油率，首先根据场地的大小和资源分布，均匀划分多个采样点，每平方公里不少于200个采样点，采样时可以将采样的油砂现场进行含油率分析，先将油砂称重后记录，然后放置到处理筒内，通过气缸带动挤压头挤压处理筒内的油砂，将油砂挤碎，使其中的所含的油挤出，之后收回挤压头，通过进水管向处理筒内加水，水油混合后，通过离心作用将处理筒中的油水混合液经过排液孔排出到集液筒中，然后送入检测筒中进行检测，确定采样油砂的含油率，分析该油砂矿产资源的总体含油率，判断其是否为可利用资源；
S3）通过对未占用油砂矿产资源、占用油砂矿产资源以及压覆和残留油砂矿产资源进行评价，在获得可供利用油砂矿产资源的基础上，将推断、控制和探明三个不同勘查阶段的资源量分别与可信度系数和回采率相乘，最终估算出油砂矿产资源的研究储量。
可选的，步骤S1中，对于未占用油砂矿产资源的判定包括如下步骤：
（1）埋深
若油砂矿产资源的埋深不大于500米，其资源列为可利用资源；若油砂矿产资源的埋深大于500米，其资源暂列为不可利用资源。
（2）可采厚度
露天开采的油砂矿产资源的最小可采厚度为1米；原位开采的油砂矿产资源的最小可采厚度为2米；小于上述最小可采厚度的资源暂列为不可利用资源。
（3）水文地质条件
油砂矿产资源水文地质条件划分四种类别：简单、中等、复杂和极复杂；极复杂构造对应的油砂矿产资源暂列为不可利用资源。
（4）含油率
露天开采的油砂矿产资源的最低含油率为3%；原位开采的油砂矿产资源的最低含油率为6%；小于上述最低含油率的资源暂列为不可利用资源。
（5）稳定程度
油砂油储集体稳定程度划分三种类别：稳定、较稳定和不稳定；不稳定程度对应的油砂矿产资源暂列为不可利用资源；
可选的，步骤S3中，探明或控制资源量，可信度系数取值为1；
推断资源量又分为普查、详查和勘探三个不同勘查阶段，它们对应的可信度系数分别为0.5、0.6和0.7。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在处理筒内破碎油砂挤出油液后，再加入水将油水混合液提出，再利用超声波对油水混合液进行含油率的检测，可以快速实现在油砂矿产资源的现场进行检测的目的，能够快速测定油砂矿产资源的含油率，进而快速完成油砂资源储量评价，缩短了检测时间和评价时间，提高了工作效率，尤其是对于低含油率的、无法利用的油砂矿产资源，可以避免浪费过多的资源和精力；采用本评价方法可以根据油砂矿区的不同利用状况对油砂矿产资源进行较为精细的划分，提高油砂矿产资源研究储量估算的准确性和可操作性，进而提高油砂矿产资源评价方法的系统性，为油砂资源规划、矿井建设、综合开发利用奠定了可靠的基础。
附图说明
图1为本发明油砂含油率检测设备的结构示意图；
图2为本发明油砂含油率检测设备的局部结构示意图；
图3为本发明图2的局部截面示意图；
图4为本发明活动隔板的结构示意图；
图5为本发明进水管的结构示意图；
图6为碾压板与过滤网及挤压头的结构示意图。
图中：1处理筒、2挤压头、3气缸、4弹性环、5弹性圈、6进水管、7主管、8转动座、9从动齿轮、10主动齿轮、11排液孔、12集液筒、13内层筒壁、14活动隔板、15外层筒壁、16第一开口、17检测筒、18密封垫圈、19分管、20水平内喷头、21水平外喷头、22倾斜喷头、23刮油板、24过滤网、25碾压台、26支撑杆、27竖直网。
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。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种油砂含油率检测设备，由内至外包括处理筒1和集液筒12，处理筒1的底部连接转动控制装置，用于带动处理筒1转动，从而将处理筒1内部的油水混合液甩出至集液筒12，集液筒12通过管道连接检测筒17，用于定量检测所述油水混合液中的含油量；
处理筒1的顶面具有第一开口16，允许处理筒1上方的挤压头2通过第一开口16进入处理筒1并挤压破碎处理筒1内的油砂，将油砂中的油挤出；
处理筒1的侧面为双层筒壁，每层筒壁都均匀设置若干排液孔11，两层筒壁之间设有可拆卸的活动隔板14，用于在挤压破碎油砂时阻挡处理筒1内的物料进入集液筒12；
处理筒1的顶部设有进水管6，进水管6的若干喷头通过排液孔11穿入处理筒1内，用于向处理筒1内输入水。
可选的，所述处理筒1为圆柱形，内层筒壁13、外层筒壁15和活动隔板14也是圆柱形，且同心设置，处理筒1的内层筒壁13和外层筒壁15上的排液孔11沿着内层筒壁13的切线方向一一对应，使得由处理筒1转动排液时，混合液能够通过内层筒壁13和外层筒壁15上排液孔11顺利排出；
内层筒壁13和外层筒壁15的底部相连接，顶部不连接，用于活动隔板14从内层筒壁13与外层筒壁15之间的顶部插入；
内层筒壁13的顶面设有第一开口16，第一开口16的内部设有圆环形的弹性环4，弹性环4的外侧边缘可拆卸连接第一开口16的边缘，所述挤压头2穿过弹性环4的内孔进入处理筒1内部。
可选的，所述挤压头2的顶部连接气缸3，气缸3用于带动挤压头2上下伸缩，进入或退出处理筒1，对处理筒1内对待测油砂进行挤压破碎，破碎油砂后将其中含的油挤出。
进一步可选的，所述弹性环4的内径长度小于处理筒1内径长度的一半，挤压头2进入处理筒1时可以将弹性环4的内孔撑开从而进入到处理筒1内，挤压头2在从处理筒1内上升分离后，弹性环4可以恢复到原来大小，且在挤压头2上升过程中，弹性环4的内圈始终紧贴着挤压头2的外侧，可以将其上粘附的油、水和破碎砂等刮除下来，从而减少其带走的油和水，提高含油率检测的精确性和准确性。
进一步可选的，在弹性环4的内圈上设置弹性圈5，弹性圈5的截面形状为圆形，其圆形的截面形状可以减小与挤压头2之间的摩擦力，使挤压头2更易上下移动，同时增加了弹性环4的强度，避免长时间使用磨损后刮除效果变差，延长了使用寿命。
可选的，所述活动隔板14的底端设有一圈密封垫圈18，活动隔板14为实体板，能够有效阻隔油水混合液；活动隔板14的顶部对应进水管6的喷头的位置设有通孔，防止活动隔板14影响进水。
进一步可选的，所述内层筒壁13和外层筒壁15的顶部分别设有伸向彼此的柔性的刮油板23，当活动隔板14设置在内层筒壁13和外层筒壁15之间用于隔液时，两块刮油板23抵住活动隔板14的两侧，能够固定活动隔板14，当活动隔板14向上抽出时，两块刮油板23作用在活动隔板14的两侧，尤其是能够刮下活动隔板14内侧面上的混合液。
活动隔板14的高度大于处理筒1的高度，使得活动隔板14的顶部高于处理筒1的顶部。活动隔板14的升降可以手工操作，也可以活动隔板14的顶部连接机械升降装置，带动活动隔板14升降。
可选的，所述进水管6包括圆形的主管7以及主管7上的三排喷头，主管7包括两个半圆形的分管19，两个分管19的相对的一端为铰接结构，相对的另一端为自由端，铰接处利用柔性软管连接两侧的分管19，两个分管19的自由端分别可拆卸的连接外部水源；
主管7的内侧设有一排水平内喷头20和一排倾斜喷头22，主管7的外侧设有一排水平外喷头21，倾斜喷头22对应的内层筒壁13、活动隔板和外层筒壁15上的排液孔11和通孔，均为倾斜向上的，便于倾斜向上的倾斜喷头22穿过，用于冲细挤压头2和弹性环4；
水平内喷头20用于向处理筒1内进水，水平外喷头21用于冲洗集液筒12。
从采样点采取的待测油砂样品称重后，放置到所述处理筒1内，将活动隔板14底部的密封垫圈18插入两块刮油板23之间，再由上至下插入内层筒壁13与外层筒壁15之间，直至活动隔板14底部的密封垫圈18压紧内层筒壁13与外层筒壁15之间的底部，将处理筒1与集液筒12隔离，使得后期的油水混合液无法流出处理筒1。活动隔板14固定好之后，内层筒壁13的排液孔11、活动隔板的通孔和外层筒壁15上的排液孔11的位置也对应好了，将进水管6的两个分管19抱合在处理筒1的顶部，水平内喷头20和倾斜喷头22对应各自的贯穿孔、依次穿过外层筒壁15、活动隔板14和内层筒壁13，从而在固定进水管6自身位置的同时，也能固定处理筒1与活动隔板14的相对位置，防止两者在之后的转动过程中移动相对位置。两个分管19的自由端设有快插接口，用于快速接通或切断外部水源。
将弹性环4和弹性圈5安装在第一开口16上，挤压头2穿过弹性圈5进入处理筒1内部，挤压破碎待测油砂样品，完成后，挤压头2上升过程中，水平内喷头20和倾斜喷头22通水冲洗挤压头2，挤压头2从弹性圈5抽出时，将剩余的油刮蹭在弹性圈5以及弹性环4内侧，将挤压头2上粘附的油和砂等冲下，尽量其减少带油离开，倾斜喷头22可继续冲洗弹性环4和弹性圈5，水平内喷头20还能冲洗活动隔板14和内层筒壁13的内壁。处理筒1内形成油水混合液，转动控制装置带动处理筒1低速转动，促进油水混合。
排液之前，将两个分管19的自由端切断水源，使得其可自由活动，将主管7拆除，再将活动隔板14抽出处理筒1，内层筒壁13与外层筒壁15连通，再将进水管6安装在处理筒1上，即水平内喷头20和倾斜喷头22再次对应排液孔11，稳固处理筒1，并连接外部水源。转动控制装置带动处理筒1高速转动，将处理筒1内的油水混合液通过排液孔11甩出至集液筒12。当排液完成后，处理筒1的转速下降后，水平外喷头21转动冲洗集液筒12的远离处理筒1的一侧的侧壁，尽量减少油水残留。集液筒12内的油水混合液排入检测筒17，定量检测含油量。
可选的，所述转动控制装置包括转动座8、主动齿轮10和从动齿轮9，所述处理筒1的下方连接转动座8，转动座8转动设置在外部的相应平台上，从动齿轮9固定设置在处理筒1的底部的外侧表面，且处于集液筒12的下方，主动齿轮10与从动齿轮9相互啮合，主动齿轮10与外部驱动装置连接。
在破碎完油砂并注入水形成油水混合液后，打开外部驱动装置（如电机等），使其驱动主动齿轮10转动，主动齿轮10通过从动齿轮9带动处理筒1转动，通过离心的方式将油水混合液从排液孔11排出到集液筒12内，可以快速排出油水混合液，进一步加快含油率检测和资源含量评价等。
可选的，所述检测筒17内设置有检测装置，检测装置包括超声波发生器、超声波换能器和温度传感器，超声波发生器产生的激励信号加在单发单收的超声波换能器上，向油水混合液中辐射声波，经检测筒底部反射，被换能器接收，然后经外部的放大器放大后送至处理器进行含油率的计算，即可实现油砂矿产资源现场检测含油率的目的，能够快速测定油砂矿产资源的含油率，进而快速完成油砂资源储量评价，缩短了检测时间和评价时间，提高了工作效率，尤其是对于低含油率的、无法利用的油砂矿产资源，可以避免浪费过多的资源和精力。基于超声波在不同性质的流体中传播速度的不同，测量油水混合液中的含油率或含水率。
进一步的，检测筒17外侧设置有加热装置，优选为恒温水浴加热装置，配合温度传感器的温度检测使检测筒17内部的温度保持恒温，从而保证含水率检测的准确性。
所述处理筒1的底边转动连接集液筒12；集液筒12的顶面也具有开口，用于观察被处理筒1甩出的油水混合液在集液筒12内的状态。
一般油砂样品放在处理筒1的底部，挤压头2挤压样品时，可能不能充分将油挤压出来，而且油砂残渣在处理筒1内转动离心分离，使得处理筒1的排液孔11的孔径均小于油砂残渣的粒径，使得排液孔11较小，不利于油水混合液的排出，影响检测的准确性。
为了解决上述问题，本发明还提供了以下优选方案。可选的，所述处理筒1内设有过滤网24和可升降的碾压台25，过滤网24设在处理筒1的上部，碾压台25的底部连接竖直的支撑杆26，支撑杆26依次贯穿处理筒1底面和转动座8，并连接外部的升降驱动装置；
碾压台25的上表面设有与过滤网24的网线相对应的下凹的网格纹理，当碾压台25上升至最高位置时，过滤网24嵌入碾压台25的网格纹理，使得碾压台25的上表面平整。支撑杆26贯穿处理筒1底部的位置设有密封部件，保证支撑杆26上下移动时处理筒1底部不漏水。
进一步可选的，所述碾压台25的外侧边缘不接触内层筒壁13，过滤网24的外侧边缘具有一段竖直网27，竖直网27可拆卸地挂接在内层筒壁13上，过滤网24的孔径小于破碎后的油砂的粒径，使得破碎后的油砂始终处于过滤网24上方。
进一步可选的，所述挤压头2的下部为倒置的圆台状，碾压台25和过滤网24与挤压头2对应接触的部位与挤压头2的形状相匹配，可以减少挤压头2的挤压死角，破碎更加完全，进而能挤出更多的油，进一步提高含油率检测的准确性。
挤压破碎之前，碾压台25上升至最高位置，且与过滤网24嵌合，挤压头2下降挤压破碎油砂样品，一次处理后，挤压头2上升但不离开处理筒1，水平内喷头20喷水冲洗挤压头2，并将挤压至四周的油砂聚拢至过滤网24中部，碾压台25下降（无需下降至底部，下降至处理筒1下部即可），处理筒1低速转动，将碾压台25上的油水甩至处理筒1底部。碾压台25再次上升至最高位置，且与过滤网24嵌合，挤压头2下降再次处理油砂样品，如此反复若干次，直至将样品中的油尽量完全挤出。处理的次数根据油砂样品的具体情况而定。
最后一次碾压处理之后，碾压台25下降，进水管6如上所述进行各部件的清洗，然后碾压台25下降至处理筒1的液面之下，处理筒1低速转动时，能够很好的清理碾压台25上表面的油。然后，处理筒1高速离心分离，过滤网24上的样品残渣大概率是处于液面之上的，离心时被竖直网27阻隔，当处理筒1底部的传感器检测不到液体时，即代表油水混合物排出干净了。碾压台25处于较低位置，能够稳定处理筒1的重心。由于样品残渣由过滤网24阻隔，处理筒1的排液孔11无需太小，促进了排液。
本发明还提供所述油砂含油率检测设备在油砂资源储量评价中的应用，采用了上述油砂含油率检测设备，包括以下步骤：
S1）首先根据是否可利用对油砂矿产资源进行分类，分为未占用油砂矿产资源、占用油砂矿产资源以及压覆和残留油砂矿产资源，其中未占用油砂矿产资源根据埋深、可采厚度、水文地质条件、含油率和稳定程度判断其是否为可利用资源；占用油砂矿产资源根据其是否做过开发利用方案和技术经济评价及关停原因判断是否为可利用资源；压覆和残留的油砂矿产资源暂列为不可利用资源。
（1）埋深
油砂矿产资源的埋深决定了其开采方式，埋深＜75米的近地表油砂采用露天开采方式，埋深≥75的油砂采用原位开采方式。
若油砂矿产资源的埋深不大于500米，其资源列为可利用资源；若油砂矿产资源的埋深大于500米，其资源暂列为不可利用资源。
（2）可采厚度
露天开采的油砂矿产资源的最小可采厚度为1米；原位开采的油砂矿产资源的最小可采厚度为2米；小于上述最小可采厚度的资源暂列为不可利用资源。作为优选，所述最小可采厚度取值依据DZ/T 0337-2020进行，以获得露天开采和原位开采的油砂矿产资源最小可采厚度的取值数据。
（3）水文地质条件
根据《煤矿防治水细则》中对矿井水文地质类型划分，根据井田内受采掘破坏或者影响的含水层及水体、井田及周边老空（火烧区）水分布状况、矿井涌水量、突水量、开采受水害影响程度和防治水工作难易程度，油砂矿产资源水文地质条件也可划分四种类别：简单、中等、复杂和极复杂。极复杂构造对应的油砂矿产资源暂列为不可利用资源。
（4）含油率
露天开采的油砂矿产资源的最低含油率为3%；原位开采的油砂矿产资源的最低含油率为6%；小于上述最低含油率的资源暂列为不可利用资源。作为优选，所述最低含油率的要求依据DZ/T 0337-2020进行，以获得露天开采和原位开采的油砂矿产资源最低含油率的取值数据。
（5）稳定程度
根据《矿产地质勘查规范 油砂》（DZ/T 0337-2020）中对油砂油储集体稳定程度划分，根据油砂油储集体规模及形态（展布面积、形态产状）、非均质性（包括厚度、岩性，物性在层间、平面、层内的变化程度）等，油砂油储集体稳定程度划分三种类别：稳定、较稳定和不稳定。不稳定程度对应的油砂矿产资源暂列为不可利用资源。
S2）对上述不同的可利用油砂矿产资源进行实地采样，采用上述的油砂含油率检测设备检测实地的油砂含油率，首先根据场地的大小和资源分布，均匀划分多个采样点，每平方公里不少于200个采样点，采样时可以将采样的油砂现场进行含油率分析，先将油砂称重后记录，然后放置到处理筒1内，通过气缸3带动挤压头2挤压处理筒1内的油砂，将油砂挤碎，使其中的所含的油挤出，之后收回挤压头2，通过进水管6向处理筒1内加水，水油混合后，通过离心作用将处理筒1中的油水混合液经过排液孔11排出到集液筒12中，然后送入检测筒17中进行检测，将超声波发生器产生的激励信号加在单发单收的超声波换能器上，向油水混合液中辐射声波，经检测筒底部反射，被换能器接收，然后经外部的放大器放大后送至处理器进行含油率的计算，然后汇总所有的采样油砂含油率，分析该油砂矿产资源的总体含油率，判断其是否为可利用资源。
S3）通过对未占用油砂矿产资源、占用油砂矿产资源以及压覆和残留油砂矿产资源进行评价，在获得可供利用油砂矿产资源的基础上，将推断、控制和探明三个不同勘查阶段的资源量分别与可信度系数和回采率相乘，最终估算出油砂矿产资源的研究储量；
可采储量=保有资源量×可信度系数×回采率，其中保有资源量=油砂总量×油砂含油率，油砂含油率即采用上述油砂含油率检测设备对勘探区油砂检测并汇总、分析、计算所得。
其中，探明或控制资源量，可信度系数取值为1；
《固体矿产资源储量分类》将矿产勘查分为普查、详查、勘探三个阶段，对应的推断资源量可信度系数分别为0.5、0.6和0.7，所述可信度系数依据《中国矿业权评估准则（2016年修订）》进行取值；
回采率=（储量-损失量）/储量，矿石损失率和贫化率，在露天开采中，两者一般在5%以下，低于地下开采很多。不同地下采矿方法的损失率和贫化率也相差很大，如充填法可能降至5%以下，而分段和阶段崩落法常大于15%。有的采矿方法如分段和阶段崩落法，减少矿石损失时，则贫化增大。具体的回采率也可以根据实际开采矿产量和设计矿产量的百分比得出，如对于占用油砂矿产资源可以根据以往的实际开采矿产量和设计矿产量计算，对于未占用油砂矿产资源则根据查明的矿产资源量和开采方式等通过上述公式计算。
优选的技术方案，步骤S1中，占用油砂矿产资源中，停产或关闭矿山，如果由于资源禀赋原因关停，其资源列为暂不可利用资源；如果由于政策、矿权、企业管理、市场等外部因素关停，其资源列为可利用资源。
本发明中未公开部分均为现有技术，其具体结构、材料及工作原理不再详述。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种油砂含油率检测设备，其特征在于，由内至外包括处理筒和集液筒，处理筒的底部连接转动控制装置，用于带动处理筒转动，从而将处理筒内部的油水混合液甩出至集液筒，集液筒通过管道连接检测筒，用于定量检测所述油水混合液中的含油量；
处理筒的顶面具有第一开口，允许处理筒上方的挤压头通过第一开口进入处理筒并挤压破碎处理筒内的油砂，将油砂中的油挤出；
处理筒的侧面为双层筒壁，每层筒壁都均匀设置若干排液孔，两层筒壁之间设有可拆卸的活动隔板，用于在挤压破碎油砂时阻挡处理筒内的物料进入集液筒；
处理筒的顶部设有进水管，进水管的若干喷头通过排液孔穿入处理筒内，用于向处理筒内输入水；
所述转动控制装置包括转动座，所述处理筒的下方连接转动座；
所述处理筒内设有过滤网和可升降的碾压台，过滤网设在处理筒的上部，碾压台的底部连接竖直的支撑杆，支撑杆依次贯穿处理筒底面和转动座，并连接外部的升降驱动装置；
碾压台的上表面设有与过滤网的网线相对应的下凹的网格纹理，当碾压台上升至最高位置时，过滤网嵌入碾压台的网格纹理，使得碾压台的上表面平整。
2.根据权利要求1所述的一种油砂含油率检测设备，其特征在于：所述处理筒为圆柱形，内层筒壁、外层筒壁和活动隔板也是圆柱形，且同心设置，处理筒的内层筒壁和外层筒壁上的排液孔沿着内层筒壁的切线方向一一对应；
内层筒壁和外层筒壁的底部相连接，顶部不连接；
内层筒壁的顶面设有第一开口，第一开口的内部设有圆环形的弹性环，弹性环的外侧边缘可拆卸连接第一开口的边缘，所述挤压头穿过弹性环的内孔进入处理筒内部。
3.根据权利要求2所述的一种油砂含油率检测设备，其特征在于：所述活动隔板的底端设有一圈密封垫圈，活动隔板为实体板，活动隔板的顶部对应进水管的喷头的位置设有通孔，防止活动隔板影响进水；
所述内层筒壁和外层筒壁的顶部分别设有伸向彼此的柔性的刮油板。
4.根据权利要求3所述的一种油砂含油率检测设备，其特征在于：所述进水管包括圆形的主管以及主管上的三排喷头，主管包括两个半圆形的分管，两个分管的相对的一端为铰接结构，相对的另一端为自由端，铰接处利用柔性软管连接两侧的分管，两个分管的自由端分别可拆卸的连接外部水源；
主管的内侧设有一排水平内喷头和一排倾斜喷头，主管的外侧设有一排水平外喷头，用于冲细挤压头和弹性环；
水平内喷头用于向处理筒内进水，水平外喷头用于冲洗集液筒。
5.根据权利要求4所述的一种油砂含油率检测设备，其特征在于：所述转动控制装置包括主动齿轮和从动齿轮，所述从动齿轮固定设置在处理筒的底部的外侧表面，且处于集液筒的下方，主动齿轮与从动齿轮相互啮合，主动齿轮与外部驱动装置连接。
6.根据权利要求5所述的一种油砂含油率检测设备，其特征在于：所述碾压台的外侧边缘不接触内层筒壁，过滤网的外侧边缘具有一段竖直网，竖直网可拆卸地挂接在内层筒壁上，过滤网的孔径小于破碎后的油砂的粒径，使得破碎后的油砂始终处于过滤网上方。
7.一种油砂含油率检测设备在油砂资源储量评价中的应用，其特征在于：采用了权利要求6所述的油砂含油率检测设备，包括以下步骤：
S1）首先根据是否可利用对油砂矿产资源进行分类，分为未占用油砂矿产资源、占用油砂矿产资源以及压覆和残留油砂矿产资源，其中未占用油砂矿产资源根据埋深、可采厚度、水文地质条件、含油率和稳定程度判断其是否为可利用资源；占用油砂矿产资源根据其是否做过开发利用方案和技术经济评价及关停原因判断是否为可利用资源；压覆和残留的油砂矿产资源暂列为不可利用资源；
S2）对步骤S1中被判定为可利用资源的油砂矿产资源进行实地采样，采用油砂含油率检测设备检测实地的油砂含油率，首先根据场地的大小和资源分布，均匀划分多个采样点，每平方公里不少于200个采样点，采样时可以将采样的油砂现场进行含油率分析，先将油砂称重后记录，然后放置到处理筒内，通过气缸带动挤压头挤压处理筒内的油砂，将油砂挤碎，使其中的所含的油挤出，之后收回挤压头，通过进水管向处理筒内加水，水油混合后，通过离心作用将处理筒中的油水混合液经过排液孔排出到集液筒中，然后送入检测筒中进行检测，确定采样油砂的含油率，分析该油砂矿产资源的总体含油率，判断其是否为可利用资源；
S3）通过对未占用油砂矿产资源、占用油砂矿产资源以及压覆和残留油砂矿产资源进行评价，在获得可供利用油砂矿产资源的基础上，将推断、控制和探明三个不同勘查阶段的资源量分别与可信度系数和回采率相乘，最终估算出油砂矿产资源的研究储量。
8.根据权利要求7所述的一种油砂含油率检测设备在油砂资源储量评价中的应用，其特征在于：步骤S1中，对于未占用油砂矿产资源的判定包括如下步骤：
（1）埋深
若油砂矿产资源的埋深不大于500米，其资源列为可利用资源；若油砂矿产资源的埋深大于500米，其资源暂列为不可利用资源；
（2）可采厚度
露天开采的油砂矿产资源的最小可采厚度为1米；原位开采的油砂矿产资源的最小可采厚度为2米；小于上述最小可采厚度的资源暂列为不可利用资源；
（3）水文地质条件
油砂矿产资源水文地质条件划分四种类别：简单、中等、复杂和极复杂；极复杂构造对应的油砂矿产资源暂列为不可利用资源；
（4）含油率
露天开采的油砂矿产资源的最低含油率为3%；原位开采的油砂矿产资源的最低含油率为6%；小于上述最低含油率的资源暂列为不可利用资源；
（5）稳定程度
油砂油储集体稳定程度划分三种类别：稳定、较稳定和不稳定；不稳定程度对应的油砂矿产资源暂列为不可利用资源。
9.根据权利要求8所述的一种油砂含油率检测设备在油砂资源储量评价中的应用，其特征在于：步骤S1中，占用油砂矿产资源中，停产或关闭矿山，如果由于资源禀赋原因关停，其资源列为暂不可利用资源；如果由于政策、矿权、企业管理、市场等外部因素关停，其资源列为可利用资源。
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| GR01 | Patent grant | ||
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