CN120213560A - 一种页岩气开采用取样装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及页岩气取样技术领域，具体为一种页岩气开采用取样装置及其方法，该装置包括箱体和检修门，所述箱体的中上部开设有过滤箱，所述箱体的中下部开设有低温箱，所述箱体的一端开设有吸附箱，所述低温箱的底端的内壁设置有分流管，所述低温箱的内部设置有用于低温除水的降温机构，所述过滤箱的内部设置有用于自动过滤和自动清理的过滤机构，所述吸附箱的内部设置有用于吸附的吸附机构，所述箱体的一端设置有用于连接取样管道的连接机构。本装置不能够适用于不同尺寸和不同形状的取样管道，还能够保证连接的牢固性和密封性，亦能够自动对不同的页岩气进行全面的取样和提纯工作，能够保证取样的准确性和充足量。

Description

一种页岩气开采用取样装置及其方法

技术领域

本发明涉及页岩气取样技术领域，具体为一种页岩气开采用取样装置及其方法。

背景技术

页岩气是指富含有机质、成熟的暗色泥页岩或高碳泥页岩中由于有机质吸附作用或岩石中存在着裂缝和基质孔隙，使之储集和保存了一定具商业价值的生物成因、热解成因及二者混合成因的天然气，页岩气开采中的取样工作是获取页岩气相关信息的重要环节，采集页岩气藏中的气体样本，用于分析气体的成分，包括甲烷、乙烷、丙烷等烃类气体以及二氧化碳、氮气等非烃类气体的含量，从而确定页岩气的品质和资源潜力；

目前现有部分页岩气取样设备不具有提纯的功能，具有很强的局限性，使得用户在取样完成后，还需要对其进行单独的提纯工作，针对不同的页岩气，无法控制取样量，从而无法保证提纯后页岩气的剩余量，进而浪费后续的检测时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种页岩气开采用取样装置及其方法，以解决上述背景技术中提出的目前现有部分页岩气取样设备不具有提纯的功能，具有很强的局限性，使得用户在取样完成后，还需要对其进行单独的提纯工作，针对不同的页岩气，无法控制取样量，从而无法保证提纯后页岩气的剩余量，进而浪费后续的检测时间的问题，通过本方案不能够适用于不同尺寸和不同形状的取样管道，还能够保证连接的牢固性和密封性，亦能够自动对不同的页岩气进行全面的取样和提纯工作，能够保证取样的准确性和充足量，亦能够根据所需提取样品，不能够方便用户的取样工作，还能够提高用户的工作效率，降低整个项目周期和运营成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种页岩气开采用取样装置及其方法，该装置包括箱体和检修门，所述箱体的中上部开设有过滤箱，所述箱体的中下部开设有低温箱，所述箱体的一端开设有吸附箱，所述低温箱的底端的内壁设置有分流管，所述过滤箱低端的内壁为倾斜状，所述过滤箱底端的内壁设置有集中管，所述低温箱的内部设置有用于低温除水的降温机构，所述过滤箱的内部设置有用于自动过滤和自动清理的过滤机构，所述吸附箱的内部设置有用于吸附的吸附机构，所述箱体的一端设置有用于连接取样管道的连接机构。

优选的，所述分流管的一端延伸至箱体的外侧，所述箱体的一侧设置有检修门，所述箱体的底端均匀设置有自锁万向轮，所述箱体的一端固定连接有把手，方便本装置进行检修和移动。

优选的，所述降温机构包括滑孔，所述低温箱底端的内壁开设有滑孔，所述分流管的中下部位于滑孔的顶端，所述分流管的底端对称固定连接有收集管，所述滑孔的内部滑动连接有收集管，所述收集管的一端通过轴承连接有密封盖，且密封盖通过螺纹与滑孔相连接，所述收集管的顶端与导向板滑动连接，所述分流管的顶端均匀连接有对称的冷凝管，且冷凝管的顶端相互连接，所述冷凝管的顶端皆与集中管相连接，所述低温箱的底端设置有排泄口，所述低温箱的中部设置有加料口，且加料口的一端连接有液氮罐，能够将页岩气中的水蒸气和重烃等杂质凝结成液体或颗粒，提高页岩气的纯度。

优选的，所述冷凝管皆为倾斜连续向上的弯管，能够使得冷凝管内部冷凝后的液体或颗粒自动移动至收集管的内部进行收集。

优选的，所述过滤机构包括滤板，所述过滤箱一侧的内壁固定连接有挡灰板，且挡灰板位于集中管的顶端，所述集中管的一侧均匀开设有吹孔，所述过滤箱的中部滑动连接有滤板，所述过滤箱的内部均匀固定连接有四组支撑导向柱，且支撑导向柱的中上部皆分别与滤板的四个面角滑动连接，所述滤板的顶端均匀固定连接有四组第一弹簧，所述过滤箱底端内壁的中部固定连接有限位柱，且限位柱的顶端位于滤板的底端，所述限位柱的内部滑动连接有滑动柱，所述限位柱的顶端滑动连接有顶柱，且顶柱的顶端与滤板相贴合，所述顶柱的底端与滑动柱固定连接，所述滑动柱的底端固定连接有第二弹簧，且第二弹簧的底端与限位柱的内壁固定连接，所述限位柱的中部设置有电机，所述电机的两端固定连接有偏心轮，所述限位柱的中部对称开设有第一滑槽，所述第一滑槽的内部皆滑动连接有下压杆，且下压杆的一端皆与滑动柱固定连接，所述下压杆的另一端皆分别与偏心轮相贴合，进一步提高页岩气的纯度，同时亦能够自动对滤板进行清理。

优选的，所述支撑导向柱中下部的直径大于其中上部的直径，所述滤板的底端皆分别与支撑导向柱的中下部相贴合，能够对滤板进行支撑，所述第一弹簧的顶端皆与过滤箱的内壁相贴合，所述第一弹簧皆分别位于支撑导向柱的表面，所述偏心轮皆为偏心结构，所述偏心轮与下压杆靠近的一侧皆为圆弧状，能够自动对下压杆进行下压和释放，所述电机的控制端通过外接开关与外界电源电性连接，方便本装置进行工作。

优选的，所述吸附机构包括活性炭板和吸附柱，所述吸附箱的底端固定连接有分气板，所述吸附箱一侧的内壁固定连接有分隔板，且分隔板的底端与分气板固定连接，所述过滤箱一端的内壁均匀连接有第二连接管，且第二连接管的底端皆与分气板相连接，所述吸附箱的中上部均匀设置有活性炭板，所述吸附箱的中部均匀设置有吸附柱，且吸附柱的顶端与最下面一组活性炭板的底端固定连接，所述吸附箱的顶端均匀连接有三组第三连接管，所述第三连接管的中部皆设置有第一气泵，所述第三连接管的中下部皆设置有检测器，所述第三连接管的一端皆通过快拆头连接有样品储存瓶，所述第一气泵和检测器的控制端皆通过外接开关与外界电源电性连接，能够吸附页岩气中的二氧化碳和氮气等杂质。

优选的，所述连接机构包括放置架，所述箱体的一端设置有放置架，所述分流管的一端连接有第一连接管，所述第一连接管的一端连接有连接头，且连接头的中部与放置架的顶端滑动连接，所述连接头的底端连接有内管，所述内管的底端固定连接有过滤网，所述内管的中下部均匀开设有收槽，所述收槽的底端皆通过转轴连接有展开板，所述收槽的顶端皆开设有第二滑槽，所述内管的顶端通过螺纹连接有内螺纹套，所述内螺纹套的底端通过轴承连接有转环，所述第二滑槽的内部皆滑动连接有活动杆，且活动杆的顶端皆与转环固定连接，所述活动杆的底端皆分别与展开板滑动连接，所述内管的中部表面设置有弹性气仓，所述箱体的一端设置有第二气泵，所述第二气泵的输出端连接有第四连接管，且第四连接管的一端与弹性气仓相连接，所述第二气泵的控制端通过外接开关与外界电源电性连接，所述展开板中下部对称开设有倾斜的斜槽，所述斜槽的内部皆滑动连接有限位杆，且限位杆的一端皆分别与活动杆固定连接，使得本装置能够连接不同尺寸和形状的取样管道，还能够保证固定性和密封性。

该装置的运行方法：

步骤一：连接，用户从放置架上取下内管和连接头，使得内管和弹性气仓的插入取样管道，转动内螺纹套，通过转环、活动杆、斜槽和限位杆使得展开板与取样管道的内壁抵触，能够将内管和取样管道锁紧，然后用户启动第二气泵，通过第四连接管使得弹性气仓鼓起，能够将内管和取样管道密封；

步骤二：冷凝，页岩气通过内管和第一连接管进入分流管的内部，通过冷凝管进行分散，在低温的环境下，页岩气中的水蒸气和重烃等杂质凝结成液体或颗粒，通过倾斜向上的冷凝管使得凝结的杂质向下移动，最终掉落在收集管的内部进行收集；

步骤三：过滤，去除水蒸气和重烃等杂质后的页岩气通过集中管表面的吹孔喷出，通过过滤箱内部的滤板进行过滤；

步骤四：清理，通过电机和偏心轮使得下压杆带动滑动柱和顶柱向下移动，并对第二弹簧进行压缩，当偏心轮的偏心端不再与下压杆抵触时，此时在第二弹簧、滑动柱和顶柱的作用下对滤板进行突然敲击，将滤板底端的杂质快速清理；

步骤五：吸附，过滤后的页岩气通过第二连接管进入分气板的内部，最后通过分气板分散进入吸附箱的内部，通过吸附箱内部的吸附柱和活性炭板吸附页岩气中的二氧化碳、氮气等杂质，然后通过第一气泵将除杂后的页岩气灌入样品储存瓶的内部进行储存和运输。

用户将本装置移动至取样管道，用户从放置架上取下内管和连接头，使得内管的插入取样管道，同时并使得弹性气仓处于取样管道的内部，用户转动内螺纹套，通过转环和活动杆使得斜槽在限位杆的内部滑动，在斜槽和限位杆的作用下使得展开板向外侧进行圆周运动，直至展开板与取样管道的内壁抵触，从而能够将内管和取样管道锁紧，然后用户启动第二气泵，通过第四连接管使得弹性气仓鼓起，从而能够将内管和取样管道密封，进而方便用户的取样工作，同时只能够提取页岩气，避免外界气体进入内管，用户将液氮罐内部的液氮通过加料口加入低温箱的内部，从而能够提供低温环境，页岩气通过内管进入第一连接管和分流管的内部，通过过滤网进行首次过滤，避免页岩气中的杂物进入内管，分流管内部的页岩气通过冷凝管进行分散，在低温的环境下，页岩气中的水蒸气和重烃等杂质凝结成液体或颗粒，通过倾斜向上的冷凝管使得凝结的杂质向下移动，最终掉落在收集管的内部进行收集，通过导向板能保证凝结的杂质进入收集管的内部，去除水蒸气和重烃等杂质后的页岩气通过集中管表面的吹孔喷出，通过过滤箱内部的滤板进行过滤，通过零点二二微米的钛合金烧结的滤板能够过滤出页岩气中的压裂砂等固体颗粒，进一步去除页岩气中杂质，提高页岩气的纯度，同时电机带动偏心轮转动，通过偏心轮偏心端能够使得下压杆带动滑动柱和顶柱向下移动，并对第二弹簧进行压缩，当偏心轮的偏心端不再与下压杆抵触时，此时在第二弹簧的作用下使得滑动柱和顶柱快速上移，从而使得顶柱对滤板进行突然敲击，并使其快速上移，进而将滤板底端的杂质快速清理，使得杂质掉落在过滤箱的内壁，通过第一弹簧能够降低滤板的上移距离，同时方便滤板自动复位，由于支撑导向柱中下部的直径大于其中上部，因此还能够对滤板进行支撑限位，通过偏心轮和第二弹簧能够间隔性对滤板进行清理，进而保证滤板的过滤效果，最大程度的过滤页岩气中的杂质，过滤后的页岩气通过第二连接管进入分气板的内部，最后通过分气板分散进入吸附箱的内部，通过吸附箱内部的吸附柱和活性炭板吸附页岩气中的二氧化碳、氮气等杂质，然后通过第一气泵将除杂后的页岩气灌入样品储存瓶的内部进行储存和运输，通过检测器能够检测样品储存瓶内部的压力和检测灌入量，直至达到所需量即可，本装置不能够适用于不同尺寸和不同形状的取样管道，还能够保证连接的牢固性和密封性，亦能够自动对不同的页岩气进行全面的取样和提纯工作，能够保证取样的准确性和充足量，亦能够根据所需提取样品，不能够方便用户的取样工作，还能够提高用户的工作效率，降低整个项目周期和运营成本。

附图说明

图1为本发明的立体示意图；

图2为本发明的剖面立体示意图；

图3为本发明中过滤箱、滑孔和收集管的剖面立体示意图；

图4为本发明中箱体和收集管的剖面立体示意图；

图5为本发明中滤板和限位柱的剖面立体示意图；

图6为本发明中吸附机构的剖面立体示意图；

图7为本发明中箱体和放置架的剖面立体示意图；

图8为本发明中连接机构的剖面立体示意图；

图9为本发明中展开板和斜槽的剖面立体示意图。

图中：1、箱体；2、过滤箱；3、低温箱；4、吸附箱；5、分流管；6、第一连接管；7、滑孔；8、收集管；9、导向板；10、集中管；11、冷凝管；12、吹孔；13、挡灰板；14、滤板；15、支撑导向柱；16、第一弹簧；17、限位柱；18、滑动柱；19、顶柱；20、第二弹簧；21、电机；22、偏心轮；23、第一滑槽；24、下压杆；25、排泄口；26、加料口；27、液氮罐；28、分气板；29、分隔板；30、第二连接管；31、活性炭板；32、吸附柱；33、第三连接管；34、第一气泵；35、检测器；36、样品储存瓶；37、放置架；38、连接头；39、内管；40、过滤网；41、收槽；42、第二滑槽；43、展开板；44、活动杆；45、内螺纹套；46、转环；47、弹性气仓；48、第二气泵；49、第四连接管；50、斜槽；51、限位杆。

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-图9，本发明提供的一种实施例：

一种页岩气开采用取样装置及其方法，该装置包括箱体1和检修门，箱体1的中上部开设有过滤箱2，箱体1的中下部开设有低温箱3，箱体1的一端开设有吸附箱4，低温箱3的底端的内壁设置有分流管5，过滤箱2低端的内壁为倾斜状，过滤箱2底端的内壁设置有集中管10，低温箱3的内部设置有用于低温除水的降温机构，过滤箱2的内部设置有用于自动过滤和自动清理的过滤机构，吸附箱4的内部设置有用于吸附的吸附机构，箱体1的一端设置有用于连接取样管道的连接机构；

请参阅图2-图4，本实施例中，降温机构包括滑孔7，低温箱3底端的内壁开设有滑孔7，分流管5的中下部位于滑孔7的顶端，分流管5的底端对称固定连接有收集管8，滑孔7的内部滑动连接有收集管8，收集管8的一端通过轴承连接有密封盖，且密封盖通过螺纹与滑孔7相连接，收集管8的顶端与导向板9滑动连接，分流管5的顶端均匀连接有对称的冷凝管11，且冷凝管11的顶端相互连接，冷凝管11的顶端皆与集中管10相连接，低温箱3的底端设置有排泄口25，低温箱3的中部设置有加料口26，且加料口26的一端连接有液氮罐27，用户将液氮罐27内部的液氮通过加料口26加入低温箱3的内部，从而能够提供低温环境，页岩气通过内管39进入第一连接管6和分流管5的内部，通过过滤网40进行首次过滤，避免页岩气中的杂物进入内管39，分流管5内部的页岩气通过冷凝管11进行分散，在低温的环境下，页岩气中的水蒸气和重烃等杂质凝结成液体或颗粒，通过倾斜连续向上的冷凝管11使得凝结的杂质向下移动，最终掉落在收集管8的内部进行收集，通过导向板9能保证凝结的杂质进入收集管8的内部，当用户需要取出杂质时，用户转动收集管8一端的密封盖，然后将收集管8抽出即可，用户将收集管8的内壁清理干净后，将其放回原位置，再次通过密封盖进行密封，通过导向板9能够对收集管8进行导向和定位，使得收集管8的开口端处于向上，保证能够收集杂质，避免杂质外泄，能够将页岩气中的水蒸气和重烃等杂质凝结成液体或颗粒，提高页岩气的纯度；

请参阅图2-图5，本实施例中，过滤机构包括滤板14，过滤箱2一侧的内壁固定连接有挡灰板13，且挡灰板13位于集中管10的顶端，集中管10的一侧均匀开设有吹孔12，过滤箱2的中部滑动连接有滤板14，过滤箱2的内部均匀固定连接有四组支撑导向柱15，且支撑导向柱15的中上部皆分别与滤板14的四个面角滑动连接，滤板14的顶端均匀固定连接有四组第一弹簧16，过滤箱2底端内壁的中部固定连接有限位柱17，且限位柱17的顶端位于滤板14的底端，限位柱17的内部滑动连接有滑动柱18，限位柱17的顶端滑动连接有顶柱19，且顶柱19的顶端与滤板14相贴合，顶柱19的底端与滑动柱18固定连接，滑动柱18的底端固定连接有第二弹簧20，且第二弹簧20的底端与限位柱17的内壁固定连接，限位柱17的中部设置有电机21，电机21的两端固定连接有偏心轮22，限位柱17的中部对称开设有第一滑槽23，第一滑槽23的内部皆滑动连接有下压杆24，且下压杆24的一端皆与滑动柱18固定连接，下压杆24的另一端皆分别与偏心轮22相贴合，去除水蒸气和重烃等杂质后的页岩气通过集中管10表面的吹孔12喷出，通过过滤箱2内部的滤板14进行过滤，通过零点二二微米的钛合金烧结的滤板14能够过滤出页岩气中的压裂砂等固体颗粒，进一步去除页岩气中杂质，提高页岩气的纯度，同时电机21带动偏心轮22转动，通过偏心轮22的偏心端能够使得下压杆24向下滑动，通过下压杆24带动滑动柱18和顶柱19向下移动，通过滑动柱18对第二弹簧20进行压缩，当偏心轮22的偏心端不再与下压杆24抵触时，此时在第二弹簧20的作用下使得滑动柱18和顶柱19快速上移，从而使得顶柱19对滤板14进行突然敲击，并使其快速上移，进而将滤板14底端的杂质快速清理，使得杂质掉落在过滤箱2的内壁，通过支撑导向柱15能够对滤板14的移动方向进行限位和导线，通过第一弹簧16能够降低滤板14的上移距离，同时方便滤板14自动复位，由于支撑导向柱15中下部的直径大于其中上部，因此还能够对滤板14进行支撑限位，通过偏心轮22和第二弹簧20能够间隔性对滤板14进行清理，进而保证滤板14的过滤效果，最大程度的过滤页岩气中的杂质，进一步提高页岩气的纯度，同时亦能够自动对滤板14进行清理；

请参阅图2和图6，本实施例中，吸附机构包括活性炭板31和吸附柱32，吸附箱4的底端固定连接有分气板28，吸附箱4一侧的内壁固定连接有分隔板29，且分隔板29的底端与分气板28固定连接，过滤箱2一端的内壁均匀连接有第二连接管30，且第二连接管30的底端皆与分气板28相连接，吸附箱4的中上部均匀设置有活性炭板31，吸附箱4的中部均匀设置有吸附柱32，且吸附柱32的顶端与最下面一组活性炭板31的底端固定连接，吸附箱4的顶端均匀连接有三组第三连接管33，第三连接管33的中部皆设置有第一气泵34，第三连接管33的中下部皆设置有检测器35，第三连接管33的一端皆通过快拆头连接有样品储存瓶36，第一气泵34和检测器35的控制端皆通过外接开关与外界电源电性连接，过滤后的页岩气通过第二连接管30进入分气板28的内部，最后通过分气板28分散进入吸附箱4的内部，通过吸附箱4内部的吸附柱32和活性炭板31吸附页岩气中的二氧化碳、氮气等杂质，然后通过第一气泵34将除杂后的页岩气灌入样品储存瓶36的内部进行储存和运输，通过检测器35能够检测样品储存瓶36内部的压力和检测灌入量，直至达到所需量即可，能够吸附页岩气中的二氧化碳和氮气等杂质；

请参阅图2、图6-图9，本实施例中，连接机构包括放置架37，箱体1的一端设置有放置架37，分流管5的一端连接有第一连接管6，第一连接管6的一端连接有连接头38，且连接头38的中部与放置架37的顶端滑动连接，连接头38的底端连接有内管39，内管39的底端固定连接有过滤网40，内管39的中下部均匀开设有收槽41，收槽41的底端皆通过转轴连接有展开板43，收槽41的顶端皆开设有第二滑槽42，内管39的顶端通过螺纹连接有内螺纹套45，内螺纹套45的底端通过轴承连接有转环46，第二滑槽42的内部皆滑动连接有活动杆44，且活动杆44的顶端皆与转环46固定连接，活动杆44的底端皆分别与展开板43滑动连接，内管39的中部表面设置有弹性气仓47，箱体1的一端设置有第二气泵48，第二气泵48的输出端连接有第四连接管49，且第四连接管49的一端与弹性气仓47相连接，第二气泵48的控制端通过外接开关与外界电源电性连接，展开板43中下部对称开设有倾斜的斜槽50，斜槽50的内部皆滑动连接有限位杆51，且限位杆51的一端皆分别与活动杆44固定连接，用户从放置架37上取下内管39和连接头38，使得内管39的插入取样管道，同时并使得弹性气仓47处于取样管道的内部，用户转动内螺纹套45，内螺纹套45带动转环46和活动杆44向下移动，通过转环46和活动杆44使得斜槽50在限位杆51的内部滑动，由于斜槽50为向外侧的倾斜状，因此在斜槽50和限位杆51的作用下使得展开板43向外侧进行圆周运动，直至展开板43与取样管道的内壁抵触，从而能够将内管39和取样管道锁紧，然后用户启动第二气泵48，通过第四连接管49使得弹性气仓47鼓起，从而能够将内管39和取样管道密封，进而方便用户的取样工作，同时避免外界气体进入内管39，使得本装置能够连接不同尺寸和形状的取样管道，还能够保证固定性和密封性；

需要说明的是，分流管5的一端延伸至箱体1的外侧，箱体1的一侧设置有检修门，箱体1的底端均匀设置有自锁万向轮，箱体1的一端固定连接有把手，方便本装置进行检修和移动，冷凝管11皆为倾斜连续向上的弯管，能够使得冷凝管11内部冷凝后的液体或颗粒自动移动至收集管8的内部进行收集，支撑导向柱15中下部的直径大于其中上部的直径，滤板14的底端皆分别与支撑导向柱15的中下部相贴合，能够对滤板14进行支撑，第一弹簧16的顶端皆与过滤箱2的内壁相贴合，第一弹簧16皆分别位于支撑导向柱15的表面，偏心轮22皆为偏心结构，偏心轮22与下压杆24靠近的一侧皆为圆弧状，能够自动对下压杆24进行下压和释放，电机21的控制端通过外接开关与外界电源电性连接，方便本装置进行工作；

该装置运行方法：

步骤一：连接，用户从放置架37上取下内管39和连接头38，使得内管39和弹性气仓47的插入取样管道，转动内螺纹套45，通过转环46、活动杆44、斜槽50和限位杆51使得展开板43与取样管道的内壁抵触，能够将内管39和取样管道锁紧，然后用户启动第二气泵48，通过第四连接管49使得弹性气仓47鼓起，能够将内管39和取样管道密封；

步骤二：冷凝，页岩气通过内管39和第一连接管6进入分流管5的内部，通过冷凝管11进行分散，在低温的环境下，页岩气中的水蒸气和重烃等杂质凝结成液体或颗粒，通过倾斜向上的冷凝管11使得凝结的杂质向下移动，最终掉落在收集管8的内部进行收集；

步骤三：过滤，去除水蒸气和重烃等杂质后的页岩气通过集中管10表面的吹孔12喷出，通过过滤箱2内部的滤板14进行过滤；

步骤四：清理，通过电机21和偏心轮22使得下压杆24带动滑动柱18和顶柱19向下移动，并对第二弹簧20进行压缩，当偏心轮22的偏心端不再与下压杆24抵触时，此时在第二弹簧20、滑动柱18和顶柱19的作用下对滤板14进行突然敲击，将滤板14底端的杂质快速清理；

步骤五：吸附，过滤后的页岩气通过第二连接管30进入分气板28的内部，最后通过分气板28分散进入吸附箱4的内部，通过吸附箱4内部的吸附柱32和活性炭板31吸附页岩气中的二氧化碳、氮气等杂质，然后通过第一气泵34将除杂后的页岩气灌入样品储存瓶36的内部进行储存和运输。

用户将本装置移动至取样管道，用户从放置架37上取下内管39和连接头38，使得内管39的插入取样管道，同时并使得弹性气仓47处于取样管道的内部，用户转动内螺纹套45，内螺纹套45带动转环46和活动杆44向下移动，通过转环46和活动杆44使得斜槽50在限位杆51的内部滑动，由于斜槽50为向外侧的倾斜状，因此在斜槽50和限位杆51的作用下使得展开板43向外侧进行圆周运动，直至展开板43与取样管道的内壁抵触，从而能够将内管39和取样管道锁紧，然后用户启动第二气泵48，通过第四连接管49使得弹性气仓47鼓起，从而能够将内管39和取样管道密封，进而方便用户的取样工作，同时避免外界气体进入内管39，用户将液氮罐27内部的液氮通过加料口26加入低温箱3的内部，从而能够提供低温环境，页岩气通过内管39进入第一连接管6和分流管5的内部，通过过滤网40进行首次过滤，避免页岩气中的杂物进入内管39，分流管5内部的页岩气通过冷凝管11进行分散，在低温的环境下，页岩气中的水蒸气和重烃等杂质凝结成液体或颗粒，通过倾斜连续向上的冷凝管11使得凝结的杂质向下移动，最终掉落在收集管8的内部进行收集，通过导向板9能保证凝结的杂质进入收集管8的内部，当用户需要取出杂质时，用户转动收集管8一端的密封盖，然后将收集管8抽出即可，用户将收集管8的内壁清理干净后，将其放回原位置，再次通过密封盖进行密封，通过导向板9能够对收集管8进行导向和定位，使得收集管8的开口端处于向上，保证能够收集杂质，避免杂质外泄，去除水蒸气和重烃等杂质后的页岩气通过集中管10表面的吹孔12喷出，通过过滤箱2内部的滤板14进行过滤，通过零点二二微米的钛合金烧结的滤板14能够过滤出页岩气中的压裂砂等固体颗粒，进一步去除页岩气中杂质，提高页岩气的纯度，同时电机21带动偏心轮22转动，通过偏心轮22的偏心端能够使得下压杆24向下滑动，通过下压杆24带动滑动柱18和顶柱19向下移动，通过滑动柱18对第二弹簧20进行压缩，当偏心轮22的偏心端不再与下压杆24抵触时，此时在第二弹簧20的作用下使得滑动柱18和顶柱19快速上移，从而使得顶柱19对滤板14进行突然敲击，并使其快速上移，进而将滤板14底端的杂质快速清理，使得杂质掉落在过滤箱2的内壁，通过支撑导向柱15能够对滤板14的移动方向进行限位和导线，通过第一弹簧16能够降低滤板14的上移距离，同时方便滤板14自动复位，由于支撑导向柱15中下部的直径大于其中上部，因此还能够对滤板14进行支撑限位，通过偏心轮22和第二弹簧20能够间隔性对滤板14进行清理，进而保证滤板14的过滤效果，最大程度的过滤页岩气中的杂质，过滤后的页岩气通过第二连接管30进入分气板28的内部，最后通过分气板28分散进入吸附箱4的内部，通过吸附箱4内部的吸附柱32和活性炭板31吸附页岩气中的二氧化碳、氮气等杂质，然后通过第一气泵34将除杂后的页岩气灌入样品储存瓶36的内部进行储存和运输，通过检测器35能够检测样品储存瓶36内部的压力和检测灌入量，直至达到所需量即可，本装置不能够适用于不同尺寸和不同形状的取样管道，还能够保证连接的牢固性和密封性，亦能够自动对不同的页岩气进行全面的取样和提纯工作，能够保证取样的准确性和充足量，亦能够根据所需提取样品，不能够方便用户的取样工作，还能够提高用户的工作效率，降低整个项目周期和运营成本。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种页岩气开采用取样装置，包括箱体（1）和检修门，其特征在于，所述箱体（1）的中上部开设有过滤箱（2），所述箱体（1）的中下部开设有低温箱（3），所述箱体（1）的一端开设有吸附箱（4），所述低温箱（3）的底端的内壁设置有分流管（5），所述过滤箱（2）低端的内壁为倾斜状，所述过滤箱（2）底端的内壁设置有集中管（10），所述低温箱（3）的内部设置有用于低温除水的降温机构，所述过滤箱（2）的内部设置有用于自动过滤和自动清理的过滤机构，所述吸附箱（4）的内部设置有用于吸附的吸附机构，所述箱体（1）的一端设置有用于连接取样管道的连接机构。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气开采用取样装置，其特征在于：所述分流管（5）的一端延伸至箱体（1）的外侧，所述箱体（1）的一侧设置有检修门，所述箱体（1）的底端均匀设置有自锁万向轮，所述箱体（1）的一端固定连接有把手。

3.根据权利要求1所述的一种页岩气开采用取样装置，其特征在于：所述降温机构包括滑孔（7），所述低温箱（3）底端的内壁开设有滑孔（7），所述分流管（5）的中下部位于滑孔（7）的顶端，所述分流管（5）的底端对称固定连接有收集管（8），所述滑孔（7）的内部滑动连接有收集管（8），所述收集管（8）的一端通过轴承连接有密封盖，且密封盖通过螺纹与滑孔（7）相连接，所述收集管（8）的顶端与导向板（9）滑动连接，所述分流管（5）的顶端均匀连接有对称的冷凝管（11），且冷凝管（11）的顶端相互连接，所述冷凝管（11）的顶端皆与集中管（10）相连接，所述低温箱（3）的底端设置有排泄口（25），所述低温箱（3）的中部设置有加料口（26），且加料口（26）的一端连接有液氮罐（27）。

4.根据权利要求3所述的一种页岩气开采用取样装置，其特征在于：所述冷凝管（11）皆为倾斜连续向上的弯管。

5.根据权利要求1所述的一种页岩气开采用取样装置，其特征在于：所述过滤机构包括滤板（14），所述过滤箱（2）一侧的内壁固定连接有挡灰板（13），且挡灰板（13）位于集中管（10）的顶端，所述集中管（10）的一侧均匀开设有吹孔（12），所述过滤箱（2）的中部滑动连接有滤板（14），所述过滤箱（2）的内部均匀固定连接有四组支撑导向柱（15），且支撑导向柱（15）的中上部皆分别与滤板（14）的四个面角滑动连接，所述滤板（14）的顶端均匀固定连接有四组第一弹簧（16），所述过滤箱（2）底端内壁的中部固定连接有限位柱（17），且限位柱（17）的顶端位于滤板（14）的底端，所述限位柱（17）的内部滑动连接有滑动柱（18），所述限位柱（17）的顶端滑动连接有顶柱（19），且顶柱（19）的顶端与滤板（14）相贴合，所述顶柱（19）的底端与滑动柱（18）固定连接，所述滑动柱（18）的底端固定连接有第二弹簧（20），且第二弹簧（20）的底端与限位柱（17）的内壁固定连接，所述限位柱（17）的中部设置有电机（21），所述电机（21）的两端固定连接有偏心轮（22），所述限位柱（17）的中部对称开设有第一滑槽（23），所述第一滑槽（23）的内部皆滑动连接有下压杆（24），且下压杆（24）的一端皆与滑动柱（18）固定连接，所述下压杆（24）的另一端皆分别与偏心轮（22）相贴合。

6.根据权利要求5所述的一种页岩气开采用取样装置，其特征在于：所述支撑导向柱（15）中下部的直径大于其中上部的直径，所述滤板（14）的底端皆分别与支撑导向柱（15）的中下部相贴合，所述第一弹簧（16）的顶端皆与过滤箱（2）的内壁相贴合，所述第一弹簧（16）皆分别位于支撑导向柱（15）的表面，所述偏心轮（22）皆为偏心结构，所述偏心轮（22）与下压杆（24）靠近的一侧皆为圆弧状，所述电机（21）的控制端通过外接开关与外界电源电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种页岩气开采用取样装置，其特征在于：所述吸附机构包括活性炭板（31）和吸附柱（32），所述吸附箱（4）的底端固定连接有分气板（28），所述吸附箱（4）一侧的内壁固定连接有分隔板（29），且分隔板（29）的底端与分气板（28）固定连接，所述过滤箱（2）一端的内壁均匀连接有第二连接管（30），且第二连接管（30）的底端皆与分气板（28）相连接，所述吸附箱（4）的中上部均匀设置有活性炭板（31），所述吸附箱（4）的中部均匀设置有吸附柱（32），且吸附柱（32）的顶端与最下面一组活性炭板（31）的底端固定连接，所述吸附箱（4）的顶端均匀连接有三组第三连接管（33），所述第三连接管（33）的中部皆设置有第一气泵（34），所述第三连接管（33）的中下部皆设置有检测器（35），所述第三连接管（33）的一端皆通过快拆头连接有样品储存瓶（36），所述第一气泵（34）和检测器（35）的控制端皆通过外接开关与外界电源电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种页岩气开采用取样装置，其特征在于：所述连接机构包括放置架（37），所述箱体（1）的一端设置有放置架（37），所述分流管（5）的一端连接有第一连接管（6），所述第一连接管（6）的一端连接有连接头（38），且连接头（38）的中部与放置架（37）的顶端滑动连接，所述连接头（38）的底端连接有内管（39），所述内管（39）的底端固定连接有过滤网（40），所述内管（39）的中下部均匀开设有收槽（41），所述收槽（41）的底端皆通过转轴连接有展开板（43），所述收槽（41）的顶端皆开设有第二滑槽（42），所述内管（39）的顶端通过螺纹连接有内螺纹套（45），所述内螺纹套（45）的底端通过轴承连接有转环（46），所述第二滑槽（42）的内部皆滑动连接有活动杆（44），且活动杆（44）的顶端皆与转环（46）固定连接，所述活动杆（44）的底端皆分别与展开板（43）滑动连接，所述内管（39）的中部表面设置有弹性气仓（47），所述箱体（1）的一端设置有第二气泵（48），所述第二气泵（48）的输出端连接有第四连接管（49），且第四连接管（49）的一端与弹性气仓（47）相连接，所述第二气泵（48）的控制端通过外接开关与外界电源电性连接，所述展开板（43）中下部对称开设有倾斜的斜槽（50），所述斜槽（50）的内部皆滑动连接有限位杆（51），且限位杆（51）的一端皆分别与活动杆（44）固定连接。

9.一种用于权利要求1-8任意一项所述的一种页岩气开采用取样装置的运行方法，其特征在于：

步骤一：连接，用户从放置架（37）上取下内管（39）和连接头（38），使得内管（39）和弹性气仓（47）的插入取样管道，转动内螺纹套（45），通过转环（46）、活动杆（44）、斜槽（50）和限位杆（51）使得展开板（43）与取样管道的内壁抵触，能够将内管（39）和取样管道锁紧，然后用户启动第二气泵（48），通过第四连接管（49）使得弹性气仓（47）鼓起，能够将内管（39）和取样管道密封；

步骤二：冷凝，页岩气通过内管（39）和第一连接管（6）进入分流管（5）的内部，通过冷凝管（11）进行分散，在低温的环境下，页岩气中的水蒸气和重烃杂质凝结成液体或颗粒，通过倾斜向上的冷凝管（11）使得凝结的杂质向下移动，最终掉落在收集管（8）的内部进行收集；

步骤三：过滤，去除水蒸气和重烃杂质后的页岩气通过集中管（10）表面的吹孔（12）喷出，通过过滤箱（2）内部的滤板（14）进行过滤；

步骤四：清理，通过电机（21）和偏心轮（22）使得下压杆（24）带动滑动柱（18）和顶柱（19）向下移动，并对第二弹簧（20）进行压缩，当偏心轮（22）的偏心端不再与下压杆（24）抵触时，此时在第二弹簧（20）、滑动柱（18）和顶柱（19）的作用下对滤板（14）进行突然敲击，将滤板（14）底端的杂质快速清理；

步骤五：吸附，过滤后的页岩气通过第二连接管（30）进入分气板（28）的内部，最后通过分气板（28）分散进入吸附箱（4）的内部，通过吸附箱（4）内部的吸附柱（32）和活性炭板（31）吸附页岩气中的二氧化碳、氮气杂质，然后通过第一气泵（34）将除杂后的页岩气灌入样品储存瓶（36）的内部进行储存和运输。