CN201413248Y - 烃类包裹体微观取样机 - Google Patents

Abstract

烃类包裹体微观取样机，应用于石油地质岩石样品上取样。由光源系统、载物台、微型钻、显微摄像系统、吸管系统和底座六部分组成，特征是：在底座的上平面固定有载物台。微型钻立在底座的一侧面，光源系统包括荧光源、上白光源和下白光源。显微摄像系统由摄像头、镜筒、目镜、物镜组成，显微摄像系统安装在载物台的正上方。摄像头安装在镜筒上方，与荧光同光路。吸管系统固定在底座上或不固定独立使用。效果是：具多功能性；在荧光下从淋滤过沥青的2cm×2cm×0.5cm光片上或包裹体薄片上对不同期次烃类包裹体赋存矿物取样；兼有能从岩石样品取宏观脉体单矿物；在岩石薄片样或岩石光片样上钻取显微单一矿物样品。

Description

烃类包裹体微观取样机

技术领域

本实用新型涉及石油地质技术领域。特别涉及一种在实验室从岩石、光片、薄片样品上钻取不同期次烃类包裹体赋存矿物、不同世代矿物的取样机。

背景技术

群体烃类包裹体组分分析前的样品常用经过人工破碎、筛分、挑单矿物、洗样、研磨等工序才能将所含烃包裹体的赋存矿物样品准备好，待下一步包裹体组分色质分析。以上过程有二个不足：1：工作时间约一周时间完成一个样，时间长；2：对于储层中只有一期烃包裹体的岩石样品来讲以上过程能达到将烃包裹体分离出来的技术要求。但对于含二期以上烃包裹体岩石样品来讲，以上过程分离出的单矿物样品中可能含有多期烃包裹体，将不同时期的烃类包裹体混合在一起，测试出的数据不严谨。地质学家盼望能将不同期次的烃类包裹体样品区分开来，测试各期次烃类包裹体的组分特征，达到对不同期次烃包裹体样品的油气信息有更准确地了解。

中国专利公告号为CN 2514334Y，是一种小型岩心样取样器，取的是岩石的样品，是一种钻井现场录取岩样用的仪器，底盘上固定着支座，夹具底座设置在支座上并与支座形成水平方向和前后方向的转动连接，夹具固定在夹具底座的上面；支架的下端固定在底盘上，钻削机构设置在支架的一侧，并位于夹具的上方。能方便、灵活、准确地选取不同方向、不同位置的样品做混合样，也可定点选取岩样，用该仪器所取岩样能比较真实地反映岩心的实际情况，并使岩样规格化，为下一步切片磨片工作提供方便，同时保证了岩心的完整性和代表性，而且操作简单、安全，取样方便、快捷，一次取样时间不超过两分钟，提高了生产效率，携带方便，适合现场岩样取样。但是，由于结构简单，不能进行微取样，更不能对岩石样品的烃类包裹体进行取样。本领域技术人员所称的微取样是从岩石样品上取下粒径在大于0.5～3毫米的微粒或是采样面的直径在0.1～3.5毫米之间。

现在市场上有微型打孔式矿物取样钻机：

韩国生产的“岩石矿物打孔、取样钻机”和“笔形钻”。“岩石矿物打孔、取样钻机”和“笔形钻”的生产厂家都是韩国世新公司，型号是A206和A101。

优点：是操作简便，价格低廉，能对岩石样品进行宏观粗脉取样。

缺点：不能微观取样，无法满足地质石油界为同位素分析、无机化学组分分析、测年分析、烃类包裹体组分分析取出不同世代的微小矿物样品的要求。

另一种是“阴极发光辅助微型钻取样机”，是一项公知的矿物取样微型钻。美国生产，型号：RELION III CL。

优点：能达到采样面的直径小到8微米。能用于获得少量地质样本，进行同位素或其他分析。

缺点：不能为烃类包裹体组分分析取微观样，不能对粗大岩石样品取样，仪器结构复杂、价格太高，约8.5万美元左右。

第三种是激光微取样器，采用激光器能对样品“微区”加热分解取样。有利于对透明晶体或难熔样品加热分解取样。

缺点：取下的微小矿物样品已经被激光分解破坏，不能进行无机化学组分分析、测年分析、烃类包裹体组分分析。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种烃类包裹体微观取样机，“烃包裹体微观取样机”是在微观下用荧光照射洗过粒间沥青的0.5cm厚岩石光片，对不同期次烃包裹体赋存矿物微钻取样，必免不同期次烃包裹体的混染现象，同时提高取样时间。

“烃包裹体微观取样机”考虑到一机多用，能在上光源下对肉眼可见的岩石粗大脉体单矿物取样，还可以在下光源下对岩石薄片中的不同世代矿物微观取样，能为同位素分析、无机化学组分常量微量分析、测年分析等提供科学准确的样品。

本实用新型采用的技术方案是：烃类包裹体微观取样机，主要由光源系统、载物台、微型钻、显微摄像系统、吸管系统和底座六部分组成，其特征是：在底座上平面后侧正中固定有主柱。在底座的上平面有载物台。载物台俗称镜台，固定在物镜的下方，作用是固定需要观察的标本。载物台中央有一个光孔，载物台上装有标本弹簧夹，用以夹持标本。载物台类型已有多种，一般采用的是XY轴移动式载物台。XY轴移动式载物台可以选用以下二种类型载物台之一：手动XY二向平移载物台或程序控制自动XYZ三向平移载物台。手动XY二向平移载物台主要由台面、X转轴和Y转轴组成。程序控制自动XYZ三向平移载物台，由微型电脑控制。

微型钻立在底座的一侧面。微型钻的发动机采用的是根据取样要求独立放置于底座外(以防震动影响取样)。转柄连接钻头夹及钻头，钻头可随时调换，微钻头(德国“PROXXON”)直径在3～0.5mm之间。能使钻头上下左右移动并变动方向，以调整到适当的位置。微型钻的控制开关安装在底座的正侧面，能开关并控制钻头转速大小。在同等取样时间内钻头越粗取样速度越快；钻头越粗取样的粒度越细。通过变换钻头形状、钻头粗细、转速、钻取方式来达到对不同粒级矿物样品的钻取。钻取方式有线式取样或点式取样二种。

光源系统包括荧光源、上白光源和下白光源三种。

荧光源由荧光灯、光纤导管、紫外光激发块和控制开关组成。荧光源的灯可采取内置方式安装，也可外置方式安装。

所述的荧光源采用的是内置方式安装，荧光灯固定在底座中。光纤导管一端连接荧光灯，光纤导管固定在主柱的内腔空间并穿入显微摄像系统的镜筒，紫外光激发块固定在显微摄像系统的镜筒下端。为了减小荧光强度的衰减，光纤导管的端部固定在镜筒下端的物镜上部；荧光灯的控制开关安装在底座的正侧面。光纤导管将光送到紫外光激发块上，荧光通过紫外光激发块和物镜照射在样品上。控制开关在底座的正侧面。

为了荧光源发出的紫外光能使样品中的烃包裹体发光。所述的荧光源的紫外光激发块中心波长是360nm，主要是加一个紫外光激发块，使荧光以紫外波长360nm打在矿物上。紫外光激发块在紧靠长焦物镜上端，长焦物镜与样品间留出10～30mm的工作距离。实验证明紫外光打到样品上的距离超过30mm，荧光强度衰减而不能满足观察烃包裹体发光情况要求，但通过将荧光加在靠近筒物镜的上部，缩短了荧光照射减少衰减，实验证明能满足观察烃包裹体发光性要求。

创新技术加一个紫外光激发块在紧靠单筒物镜上端达到以下目的：①是使荧光垂直打在矿物表面；②缩短荧光到样品的距离，减少荧光衰减；③只有紫外荧光单色荧光照射，减少紫外光激发块的横向直径，为微钻钻样提供了操作空间。

取岩石烃类包裹体矿物样品时需要用紫外光照射，这样具荧光性的烃类包裹体会发出荧光，其它的矿物质不发光，由此可通过目镜观察到取样烃类包裹体分布及位置，或通过显微摄像系统视频反映在电脑屏幕上。一般取烃类包裹体样品时最好在暗室中进行，能提高烃类包裹体的荧光效果。

上白光源：上白光源由日光灯、光纤导管、控制开关组成。光纤导管一端日光灯。光纤导管固定在底座的上部。日光灯的控制开关安装在底座的正侧面。上白光源是带光纤导管的白光照射光源或是现在常配套在立体显微镜中使用的白光光源，已很成熟的光照系统，技术人员能完成。在对岩石、光片取样时需要上白光照射，上白光由上向下直接照射到样品的表面，能由肉眼通过目镜观察待取样的矿物，或通过显微摄像系统视频反映在电脑屏幕上。对于粗大脉矿物的单矿物取样可直接肉眼观察取样，便于完成不同样品取样只要在配合不同钻头和钻速就可。

下白光源：下白光源由日光灯和控制开关组成。日光灯固定在底座内部，并在载物台中心孔的下部。为了将日光灯发的光去掉黄色调，可以在日光灯与载物台之间固定有绿色滤光片。绿色滤光片还能提高成像的反差，没有波长特殊限制。日光灯的控制开关安装在底座的正侧面。在岩石薄片上取样时需要用下白光从下部往上照射，下白光由下向上通过载物台中心圆孔照射到岩石薄片上，因薄片透明，由肉眼通过目镜观察待取样的矿物或通过显微摄像系统视频反映在电脑屏幕上。

显微摄像系统固定在主柱横梁端部，显微摄像系统由摄像机、镜筒、目镜和物镜组成，镜筒的上端有目镜，镜筒的下端有物镜，摄像机固定在目镜的上方，镜筒显微摄像系统安装在载物台的正上方。焦点集中在待钻岩石样品上。镜筒下面有一个可放大100倍的单头物镜。通过提升或降低镜筒来变化观察物的放大倍数，放大倍数在10-200倍之间，足以满足对各种样品的取样观察要求。摄像机选用美国进口INFINITY 2-1数码成像系统。摄像机有信号线与计算机连接。通过计算机显示器放大观察岩石样品和钻头位置，同时监控取样过程并记录钻取矿物样品的位置和形状，而达到观察微小矿物的目的。

吸管系统由负压泵、吸管支架、软管、过滤网、三通玻璃管和软吸头组成。负压泵固定在底座内。吸管支架固定在底座上，吸管支架的作用是支撑软管，当不使用软管时，将软管挂在吸管支架上。软管连接负压泵进气口，软管的另一端连接三通玻璃管直管的一端。在三通玻璃管与软管的连接处有过滤网，过滤网能防止岩石样粉被吸入软管中。三通玻璃管直管的另一端固定有漏斗形塑胶吸罩；三通玻璃管的垂直管端口有盖子。三通玻璃管的垂直管是样品收集室。当样品被吸入三通玻璃管，样品在重力作用下落入并集中在样品收集室里。卸下三通玻璃管后在开口端盖上盖子，样品可直接储存在三通玻璃管中。三通玻璃管是一次性的，可必免样品污染。

在底座里有下光源、吸管马达及开关、荧光灯及开关和上光源开关组成。底座上面有一个方形窗口，方形窗口是下白光源进口；底座正前面固定有总电源开关、钻机开关、下光源开关、吸管开关和荧光开关。

对不同样品可通过调节钻头转速、更换钻头来达到取样目的并提高取样速度。比如取宏观粗脉矿物样品时用三角形粗钻头并用中低速率效果最好，取小于10多个微米的矿物样品时采用细锥尖状钻头并用中高速率效果最好。

进行测群体烃类包裹体组份取样要进行预处理，就是先将岩石样品磨成2cm×2cm×0.5cm光片，然后淋滤洗油，将粒间孔中的沥青清洗掉。在荧光源下借助于目镜和物镜放大观察并进行微观取样，钻取含烃类包裹体的矿物一般用细小钻头打点式取样，在试实验内借助荧光取样。

进行同位素分析、无机化学组分常量特征分析或矿物测年分析时，取单矿物样品有二种情况：(1)如果取粗大脉体矿物中的单矿物，采用岩石样品，如能切出一平整面或在光片取样更好，直接在上白光下将样品放在载物台上，用粗大的钻头取样；(2)如对微观单一矿物取样，岩石样品要求制成光片或0.7mm厚的薄片(薄片在能透过光的情况下越厚越好)，光片取样还是在上白光下将样品放在载物台上，借助于目镜和摄相放大观察并进行微观取样，要用细小的钻头取样；如是薄片，可以采用下白光源照明，用细小钻头取样。

本实用新型的有益效果是：烃类包裹体微观取样机，能实现单矿物取样和荧光烃类包裹体取样。能兼顾肉眼粗大脉体和显微单矿物取样，并能为群体烃类包裹体组份分析分期微观取样。能钻取小到80-100μm的微细矿物样品，大到肉眼能分辨的脉体矿物样品，为同位素分析、无机化学分析、测年分析、烃类包裹体组份分析提供所需矿物样品。宏观取样时，能在几分钟内完成，对岩石光片薄片微观取样时间稍长，尤其是对薄片微观取样，因一次钻下深度小。对不同期的烃类包裹体赋存矿物取样是烃类包裹体微观取样机的独特功能。

“烃包裹体微观取样机”是在微观下用荧光照射洗过粒间沥青的0.5cm厚岩石光片，对不同期次烃包裹体赋存矿物微钻取样，必免了不同期次烃包裹体的混染现象，同时大大提高了取样时间，一般几分钟一个样。这填补了国际上对不同期次烃包裹体取样技术的空白。

“烃包裹体微观取样机”设计时考虑到了一机多用。可在上光源下或下光源下对岩石或薄片中的不同矿物微观取样，满足研究不同期次或不同时代矿物同位素特征时、满足研究无机化学组分常量微量特征时、进行不同时代岩石样品矿物测年分析时的样品取样要求。

附图说明

图1是本实用新型烃类包裹体微观取样机结构示意图。

其中，1.底座，2.载物台，3.微型钻，4.摄像头，5.荧光源，6.上白光源，7.吸管系统，8.下白光源，9.负压泵，10.开关，11.主柱。

具体实施方式

实施例1：以一个烃类包裹体微观取样机为例，对本实用新型作进一步详细说明。

参阅图1。本实用新型烃类包裹体微观取样机，主要由光源系统、载物台2、微型钻3、显微摄像系统4、吸管系统7和底座1六部分组成。在底座1上平面后侧正中部固定有一个主柱11，主柱11中间有通道。在底座1的上平面有一台载物台2。载物台2固定在物镜的下方。载物台2中央有一个光孔，载物台上装有标本弹簧夹，用以夹持标本。采用的是手动XY二向平移载物台，由载物台、X转轴、Y转轴组成。平移的转动式载物台由厂家上海光学仪器研究所产，型号未定，能满足岩石、薄片的共同夹、载要求。

一台微型钻3立在底座1的右侧面。微型钻3采用的是微型打孔式矿物取样钻机，钻机发动机部分引进美国RELION公司，微型钻3的转柄连接钻头夹及钻头，微钻头直径为3-0.5mm。微型钻3的控制开关安装在底座1的正侧面。

光源系统包括荧光源5、上白光源6和下白光源8三种，每种光源系统分别各有一件。

荧光源5由荧光灯、光纤导管、紫外光激发块和控制开关10组成。荧光源5采取内置方式安装。荧光灯安装在底座(1)上，光纤导管连接荧光灯和穿过主柱(11)的内腔空间并穿入镜筒。紫外光激发块固定在显微摄像系统(4)的镜筒下端，光纤导管的端部固定在镜筒下端的长焦物镜上部；将光送到紫外光激发块处，荧光通过紫外光激发块由物镜垂直照射在样品上，控制开关(10)在底座(1)的正侧面。光纤导管穿过主柱11的内腔空间并穿过镜筒，与摄像头公用一个镜筒。荧光源(5)的紫外光激发块中心波长是360nm，长焦物镜头与样品间有10-30mm的工作距离。

上白光源6：上白光源(6)由日光灯、光纤导管、控制开关组成。光纤导管一端日光灯。光纤导管固定在底座(1)的上部。日光灯的控制开关(10)安装在底座(1)的正侧面。上白光源6是带光纤导管的白光照射光源。

下白光源8：下白光源8由日光灯、控制开关组成。日光灯固定在底座1内部，并在载物台2中心孔的下部。日光灯的控制开关(10)安装在底座(1)的正侧面。在日光灯与载物台2之间固定有一片绿色滤光片。

显微摄像系统4固定在主柱11横梁端部。显微摄像系统4由摄像机、镜筒、目镜和长焦物镜组成，镜筒的上端有目镜，镜筒的下端有长焦物镜，摄像机固定在单筒目镜的上方，即显微摄像系统4安装在载物台2的正上方。焦点正好落在钻头待测矿物上。镜筒下面有一个可放大100倍的长焦物镜。通过提升或降低镜筒来变化观察物的放大倍数，放大倍数在10-200倍之间，足以满足对各种样品的取样观察要求。摄像机有信号线与计算机连接。通过计算机显示器放大观察岩石样品和钻头位置，同时监控取样过程并记录钻取矿物样品的位置和形状，而达到观察微小矿物的目的。

吸管系统7由负压泵9、吸管支架、软管、过滤网、三通玻璃管和软吸头组成。软管连接负压泵(9)进气口，软管的另一端连接三通玻璃管直管的一端。在三通玻璃管与软管的连接处有过滤网。三通玻璃管直管的另一端固定有漏斗形塑胶吸罩；三通玻璃管的垂直管端口有盖子。

负压泵9用无油真空泵，型号DOA-P136，功率90W，220V，50HZ交流电机。负压泵9置于底座1内。吸管支架固定在底座1上。软管的直径：可以是6X4mm、8X12mm或12X14mm；真空度：81KPa，空载流量：27L/min(1.6m³/h)。软管连接负压泵9进气口，软管的另一端连接三通玻璃管。在三通玻璃管与软管的连接处有三层过滤网。过滤网采用200目的钢网，包裹在三通玻璃管的端部。玻璃管直管的另一端固定有漏斗形塑胶吸罩；三通玻璃管的垂直管端部有盖子，三通玻璃管的垂直端是样品收集室。当样品被吸入三通玻璃管，样品在重力作用下落入并集中在样品收集室里。卸下三通玻璃管后二开口端盖上盖子，样品可直接储存在三通玻璃管中。三通玻璃管是一次性的，可必免样品污染。

底座1上平面有一个方形窗口，方形窗口是载物台的固定口；底座正前面固定有总电源开关、钻机开关、光源控制开关、吸管控制开关、荧光灯开关。

Claims (4)

1、一种烃类包裹体微观取样机，主要由光源系统、载物台(2)、微型钻(3)、显微摄像系统(4)、吸管系统(7)和底座(1)六部分组成，其特征是：在底座(1)上平面后侧正中固定有主柱(11)，在底座(1)的上平面有载物台(2)，载物台(2)中央有一个光孔，载物台上有标本弹簧夹；

微型钻(3)立在底座(1)的一侧面，微型钻(3)采用的是：微型打孔式矿物取样钻机，或安装在底座(1)台面上一侧，微型钻(3)的转柄连接钻头夹及钻头，微钻头直径在3～0.05mm之间，微型钻(3)的马达及控制开关(10)安装在底座(1)箱内、开头放置在底座(1)正侧面；

光源系统包括荧光源(5)、上白光源(6)和下白光源(8)三种，

荧光源(5)包括荧光灯、光纤导管、紫外光激发块和控制开关(10)组成，荧光灯固定在底座(1)中，光纤导管一端连接荧光灯，光纤导管固定在主柱(11)的内腔空间并穿入显微摄像系统(4)的镜筒，紫外光激发块固定在显微摄像系统(4)的镜筒下端，光纤导管的端部固定在镜筒下端的物镜上部；荧光灯的控制开关(10)安装在底座(1)的正侧面，光纤导管将光送到紫外光激发块上，荧光通过紫外光激发块照射在样品上；

上白光源(6)：上白光源(6)由日光灯、光纤导管、控制开关组成，光纤导管一端为日光灯，光纤导管固定在底座(1)的上部，日光灯的控制开关(10)安装在底座(1)的正侧面；

下白光源(8)：下白光源(8)由日光灯和控制开关组成，日光灯固定在底座(1)内部，并在载物台(2)中心孔的下部，日光灯的控制开关(10)安装在底座(1)的正侧面；

显微摄像系统(4)固定在主柱(11)横梁端部，显微摄像系统(4)由摄像机、镜筒、目镜和长焦物镜组成，镜筒的上端有目镜，镜筒的下端有长焦物镜，摄像机固定在目镜的上方，镜筒显微摄像系统(4)安装在载物台(2)的正上方，焦点集中在待钻岩石样品上，摄像机有信号线与计算机连接；

吸管系统(7)由负压泵(9)、吸管支架、软管、过滤网、三通玻璃管和软吸头组成，负压泵(9)固定在底座(1)内，吸管支架固定在底座(1)上，软管连接负压泵(9)进气口，软管的另一端连接三通玻璃管直管的一端，在三通玻璃管与软管的连接处有过滤网，三通玻璃管直管的另一端固定有漏斗形塑胶吸罩；三通玻璃管的垂直管端口有盖子。

2、如权利要求1所述的烃类包裹体微观取样机，其特征在于：在日光灯与载物台(2)之间固定有绿色滤光片。

3、如权利要求1所述的烃类包裹体微观取样机，其特征在于：所述的荧光源(5)的紫外光激发块中心波长是360nm，紫外光激发块紧靠物镜，长焦物镜头与样品间有10～30cm的工作距离。

4、如权利要求1、2或3所述的烃类包裹体微观取样机，其特征在于：所述的微型钻(3)是利用了“岩石矿物微钻机”的马达，马达型号是Mini Drill，钻头直径3～0.5mm之间。

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