CN201773023U - 干酪根自动提取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种干酪根自动提取装置，主要由计算机、单片机控制器、密封工作柜、废气处理系统、废液回收系统、温度传感器、液位传感器、恒温水浴、加热器、介质添加系统、电磁阀系统、通信及工作电缆、中和池、氮气瓶、抽风机、工作杯以及废气收集管道装置组成。通过计算机指令单片机控制器，控制各计量泵，按照编制好的程序依次给工作杯添加液体介质。本实用新型是一种自动化程度高，劳动强度低，工作效率高，安全环保，添加介质准确度高的干酪根自动提取装置。

Description

干酪根自动提取装置

技术领域

本实用新型涉及一种在沉积岩中分离干酪根的装置。

背景技术

石油及天然气来源于沉积有机质。对生成石油及天然气的原始物质而言，以沉积岩中的分散有机质为主。沉积物(岩)中的沉积有机质经历了复杂的生物化学及化学变化，通过腐泥化及腐殖化过程形成干酪根，成为生成大量石油及天然气的先躯

干酪根是沉积岩中不溶于一般有机溶剂的沉积有机物，干酪根的成份和结构复杂，是一种高分子聚合物，干酪根是沉积物中的溶于非氧化的无机酸碱和有机溶剂的一切物质，在地质构造的不同沉积环境中，由不同来源的有机物质形成的干酪根，其性质和生成油气的潜能差别很大。在不同沉积环境中，由不同来源有机质形成的干酪根，其性质和生油气潜能差别很大。干酪根可以划分为以下三种主要类型：

I型干酪根(称为腐泥型)：以含类脂化合物为主，直链烷烃很多，多环芳烃及含氧官能团很少，具高氢低氧含量，它可以来自藻类沉积物，也可能是各种有机质被细菌改造而成，生油潜能大，每吨生油岩可生油约1.8k g。

II型干酪根：氢含量较高，但较I型干酪根略低，为高度饱和的多环碳骨架，含中等长度直链烷烃和环烷烃较多，也含多环芳烃及杂原子官能团，来源于海相浮游生物和微生物，生油潜能中等，每吨生油岩可生油约1.2kg。

III型干酪根(称为腐殖型)：具低氢高氧含量，以含多环芳烃及含氧官能团为主，饱和烃很少，来源于陆地高等植物，对生油不利，每吨生油岩可生油约0.6kg，但可成为有利的生气来源。

而提取岩样中的干酪根可以分析出沉积层中产生油气的能力。因此，提取和分析干酪根是石油地质勘探的主要分析手段之一。

用常规的方法提取干酪根需要采用人工进行手工操作，在不同的器皿中对岩样反复进行浸泡、酸洗、清洗、中和等工序，一般提取一次干酪根，需耗时三十天左右，因此操作人员劳动强度大，工作效率低；同时由于采用分散的工作程序反复进行浸泡、酸洗、清洗、中和以提取干酪根，各种有害气体充斥在实验室空间，对环境的污染和操作人员的身体健康损害很大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自动化程度高，劳动强度低，工作效率高，添加介质准确度高的干酪根自动提取装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的一种干酪根自动提取装置，盐酸贮液罐1的输出端通过管线与盐酸计量泵和第一电磁阀串联，氢氟酸贮液罐的输出端通过管线与氢氟酸计量泵和第二电磁阀串联，氢氧化钠贮液罐的输出端通过管线与氢氧化钠计量泵和第三电磁阀串联，蒸馏水贮液罐的输出端通过管线与蒸馏水计量泵和第四电磁阀串联，氮气瓶的输出端通过管线与第五电磁阀串联，废液回收泵的输出端通过管线与第六电磁阀的输入端连接，所述的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀的输出端用管线横向并联连接后连接输液排液管，所述的输液排液管连接在工作杯内，所述的工作杯设在恒温水浴内，所述的恒温水浴设有加热器、温度传感器、液位传感器和自来水进水电磁阀，排气管道一端与所述的工作杯连接，另一端与废气处理器连接，所述的废液回收泵的输出端通过废液回收管道连接有废液回收池，计算机与单片机控制器电连接，所述的单片机控制器与所述的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、盐酸计量泵、氢氟酸计量泵、氢氧化钠计量泵、蒸馏水计量泵、废液回收泵、加热器、温度传感器、液位传感器和自来水进水电磁阀电连接。

密封工作柜体上部由一个装有密封门的密封工作柜上盖进行封闭，所述的密封工作柜上盖安装有废气收集管道，所述的废气收集管道的一端连接抽风机的输入端，所述的抽风机的输出端连接废气排泄管道的上端，所述的废气排泄管道的下端接入中和池的上部；所述的抽风机与所述的单片机控制器电连接，所述的恒温水浴、盐酸贮液罐、盐酸计量泵、第一电磁阀、氢氟酸贮液罐、氢氟酸计量泵、第二电磁阀、氢氧化钠贮液罐、氢氧化钠计量泵、第三电磁阀、蒸馏水贮液罐、蒸馏水计量泵、第四电磁阀、氮气瓶、第五电磁阀、废液回收泵、第六电磁阀、输液排液管、工作杯、废液回收池和废气处理器置于所述的密封工作柜中，所述的单片机控制器密封在所述的密封工作柜体的另一端，这一端与所述的恒温水浴以及介质添加系统实施了全隔离，所述的单片机控制器通过通信电缆与装置在另一间机房的所述的计算机连接。

采用上述技术方案的干酪根自动提取装置，在使用时，打开计算机，在计算机启动后，抽风机启动，同时在计算机的显示屏上出现了一个干酪根仪的工作平台，点击此平台的工作按纽，进入设置平台，设置平台出现了四个介质盐酸、氢氟酸、氢氧化钠、蒸馏水的设置按纽和一个水浴的设置按纽，点击氢氟酸的添加量按纽进入其添加量的设置，设置好后点击确认退出，退出后进行氢氟酸添加量的设置，再进行氢氧化钠添加量的设置，最后进行蒸馏水添加量的设置，设置好后点击确认键退出，再点击水浴设置按钮进入水浴温度的设置，设置好水浴温度后，再点确认按钮退出。当设置好以上参数后，点击工作按钮，本机进入工作状态，计算机发出指令给单片机控制器，驱动加热器给恒温水浴加温，与此同时，计算机发出指令给单片机控制器，按照编制好的程序让所有的电磁阀处于关闭状态。本机开始进入第一道流程(浸泡)：计算机发出指令给单片机控制器，打开自来水进水电磁阀给恒温水浴加水，当加满水后，液位传感器将采集到的信号反馈给单片机控制器，然后关闭自来水进水电磁阀，与此同时计算机发出指令给单片机控制器打开蒸馏水计量泵，然后指令打开第四电磁阀，给工作杯加水，加到设定好的水量后，关闭第四电磁阀，计算机发出指令给单片机控制器，关闭蒸馏水计量泵浸泡4小时，4小时后，计算机发出指令给单片机控制器驱动废液回收泵工作，同时打开第六电磁阀，抽取工作杯的废水，抽取到设定量后(由计算机内置程序已设好)，关闭第六电磁阀，同时关闭废液回收泵。开始进行第二道流程(加盐酸清洗)：计算机发出指令给单片机控制器驱动盐酸计量泵，同时打开第一电磁阀，从盐酸贮液罐给工作杯添加盐酸，添加结束后，关闭第一电磁阀，计算机对单片机控制器发出指令，打开第五电磁阀，对工作杯充气搅拌2小时。搅拌结束后，计算机对单片机控制器发出指令，关闭第五电磁阀，静止1小时后，计算机发出指令给单片机控制器，打开废液回收泵，打开第六电磁阀，抽取工作杯中的废液，抽取废液后，静止10分钟后，开始进行第三道流程(用蒸馏水清洗)：计算机出指令给单片机控制器，打开蒸馏水计量泵，同时打开第四电磁阀对工作杯添加蒸馏水清洗。清洗后排液，如此反复清洗排液五次后，本轮清洗结束。

清洗结束后，进行第四道流程(加盐酸和氢氟酸混合清洗)计算机发出指令给单片机控制器，打开盐酸计量泵和第一电磁阀给工作杯添加定量盐酸，然后关闭盐酸计量泵和第一电磁阀，再打开氢氟酸计量泵和第二电磁阀给工作杯添加定量氢氟酸，给工作杯添加盐酸和氢氟酸后计算机发出指令给单片机控制器关闭所有电磁阀，然后打开第六电磁阀对工作杯进行充气搅拌2小时，搅拌结束后，计算机发出指令给单片机控制器，关闭第六电磁阀，计算机发出指令给单片机控制器，打开废液回收泵和第六电磁阀抽取工作杯中的废液。

之后，进行第五道流程(即重复进行第二道流程)。然后进行第六道流程(即重复进行第三道流程)。进行第七道流程(中和)，计算机发出指令给单片机控制器，关闭所有电磁阀后发出指令，打开氢氧化钠计量泵，打开第三电磁阀给工作杯添加氢氧化钠，加到设定量后，关闭第三电磁阀，计算机发出指令给单片机控制器，打开第五电磁阀给工作杯充气搅拌30分钟。搅拌结束后，计算机发出指令给单片机控制器，关闭所有电磁阀1小时。然后计算机发出指令给单片机控制器，打开废液回收泵，打开第六电磁阀抽取工作杯中的废液，抽完后，计算机发出指令给单片机控制器，关闭所有工作部件，本次工作流程全部结束，在工作过程中产生的废气，由排气管道排入废气处理器。

本发明与现有的手工提取干酪根的方法有如下优点：

其一，采用集中的浸泡、酸洗、清洗、中和和回收系统，取代人工使用零散器皿的分散操作，

其二，采用全封闭的工作柜集中回收废气，基本上解决了对操作人员身体的伤害和对环境的污染。

其三，采用计算机加单片机的控制方法进行提取干酪根的化学操作，全过程智能化程度极高，极大的降低了操作人员的劳动强度。

其四，采用计算机加单片机工作的方法控制计量泵对工作杯添加液体介质，提高了添加介质的准确度。

综上所述，本实用新型是一种自动化程度高，劳动强度低，工作效率高，安全环保，添加介质准确度高的干酪根自动提取装置。

附图说明

以下根据附图实施案例对本实用新型发明进行说明：

图1是干酪根自动提取装置的示意图。

图2是干酪根提取装置的工作主体示意图。

具体实施方式

盐酸贮液罐1的输出端通过管线与盐酸计量泵6和第一电磁阀11串联，氢氟酸贮液罐2的输出端通过管线与氢氟酸计量泵7和第二电磁阀12串联，氢氧化钠贮液罐3的输出端通过管线与氢氧化钠计量泵8和第三电磁阀13串联，蒸馏水贮液罐4的输出端通过管线与蒸馏水计量泵9和第四电磁阀14串联，氮气瓶5的输出端通过管线与第五电磁阀15串联，废液回收泵10的输出端通过管线与第六电磁阀16的输入端连接，所述的第一电磁阀11、第二电磁阀12、第三电磁阀13、第四电磁阀14、第五电磁阀15和第六电磁阀16的输出端用管线横向并联连接后连接输液排液管17，所述的输液排液管17连接在工作杯18内，所述的工作杯18设在恒温水浴20内，所述的恒温水浴20设有加热器26、温度传感器23、液位传感器22和自来水进水电磁阀36，排气管道19一端与所述的工作杯18连接，另一端与废气处理器21连接，所述的废液回收泵10的输出端通过废液回收管道24连接有废液回收池25，计算机34与单片机控制器35电连接，所述的单片机控制器35与所述的第一电磁阀11、第二电磁阀12、第三电磁阀13、第四电磁阀14、第五电磁阀15、第六电磁阀16、盐酸计量泵6、氢氟酸计量泵7、氢氧化钠计量泵8、蒸馏水计量泵9、废液回收泵10、加热器26、温度传感器23、液位传感器22和自来水进水电磁阀36电连接，密封工作柜体27上部由一个装有密封门29的密封工作柜上盖28进行封闭，所述的密封工作柜上盖28安装有废气收集管道30，所述的废气收集管道30的一端连接抽风机31的输入端，所述的抽风机31的输出端连接废气排泄管道32的上端，所述的废气排泄管道32的下端接入中和池33的上部；所述的抽风机31与所述的单片机控制器35电连接，所述的恒温水浴20、盐酸贮液罐1、盐酸计量泵6、第一电磁阀11、氢氟酸贮液罐2、氢氟酸计量泵7、第二电磁阀12、氢氧化钠贮液罐3、氢氧化钠计量泵8、第三电磁阀13、蒸馏水贮液罐4、蒸馏水计量泵9、第四电磁阀14、氮气瓶5、第五电磁阀15、废液回收泵10、第六电磁阀16、输液排液管17、工作杯18、废液回收池25和废气处理器21置于所述的密封工作柜27中，所述的单片机控制器35密封在所述的密封工作柜体27的另一端，这一端与所述的恒温水浴20以及介质添加系统实施了全隔离，所述的单片机控制器35通过通信电缆与装置在另一间机房的所述的计算机34连接。

参见图1，本实用新型提供的自动干酪根提取装置在使用时：将本装置的密封工作柜柜门29打开，开启工作杯18的上盖，将工作杯18从恒温水浴20中取出，将粉碎后的岩样每次用电子天平称取100克加入工作杯18中，然后将工作杯18放入恒温水浴20中，盖好上盖，连接好相对应的管道，然后装上密封工作柜柜门29。

打开计算机34后，抽风机31启动，计算机34进入系统后显示屏上显示：欢迎使用干酪根自动提取装置，点击此平台，进入添加介质设置，点击添加介质设置，显示屏上显示5个平台：盐酸、氢氟酸、氢氧化钠、蒸馏水和恒温水浴。

点击盐酸平台，设置好盐酸添加量，点击确认键退出。

点击氢氟酸平台，设置好氢氟酸添加量，点击确认键退出。

点击氢氧化钠平台，设置好氢氧化钠添加量，点击确认键退出。

点击蒸馏水平台，设置好蒸馏水添加量，点击确认键退出。点击恒温水浴平台，进入恒温水浴温度设置，设置好温度后，点击确入退出。退出之后，计算机34发指令给单片机控制器35，访问水浴液位传感器22检测到恒温水浴20无水，因此计算机34发出指令给单片机控制器35打开自来水进水电磁阀36给恒温水浴20加水，显示屏上显示：恒温水浴正在加水，加满水后，液位传感器22反馈信息给单片机控制器35和计算机34，这时，显屏显示水已加满，计算机34发出指令给单片机控制器35，打开加热器26，当水温升到设定值后，计算机34指令单片机控制器35关闭加热器26。

在计算机34指令单片机控制器35给恒温水浴20加水的同时，本机开始进入第一道流程(浸泡)：计算机34指令单片机控制器35打开蒸馏水计量泵9，并打开第四电磁阀14给工作杯18添加蒸馏水，工作杯加好蒸馏水后，计算机34指令单片机控制器35关闭第四电磁阀14，计算机显示屏上显示浸泡四小时，浸泡四小时结束后，计算机34发出指令给单片机控制器35打开废液回收泵10，打开第六电磁阀16，抽取工作杯18中的废液，显示屏显示抽取废液，抽取废液结束后，开始进行第二道流程(加盐酸清洗)：本装置的计算机34发指令给单片机控制器35，打开盐酸计量泵6，并打开第一电磁阀11给工作杯18添加盐酸，添加盐酸时，显示屏上显示添加盐酸酸洗，添加盐酸结束后，计算机34发出指令给单片机控制器35打开第六电磁阀16给工作杯18充气搅拌2小时，显示屏显示：充气搅拌，2小时后，计算机34发出指令给单片机35，关闭所有电磁阀，静止一小时，显示屏显示：静止一小时，一小时后，计算机34发出指令给单片机35，打开废液回收泵10，打开第六电磁阀16抽取18工作杯中的废液，显示屏显示抽取废液，抽取废液结束后，静止10分钟后，开始进行第三道流程(用蒸馏水清洗)：计算机34发出指令给单片机控制器35，打开蒸馏水计量泵9，并打开第四电磁阀14并对工作杯18添加蒸馏水清洗。清洗后排液，如此反复清洗排液五次后，本轮清洗结束。然后进行第四道流程(添加盐酸和氢氟酸混合清洗)，计算机34指令单片机控制器35打开盐酸计量泵6，并打开第一电磁阀11给工作杯18添加盐酸，添加盐酸结束后，计算机34发指令给单片机控制器35关闭盐酸计量泵6和所有电磁阀。计算机34发指令给单片机控制器35打开氢氟酸计量泵7，并打开第二电磁阀12给工作杯18添加氢氟酸，添加结束后，计算机34发指令给单片机控制器35关闭氢氟酸计量泵7和第二电磁阀12。然后计算机34发指令给单片机控制器35打开第六电磁阀16给工作杯18充气搅拌，显示屏显示充气搅拌2小时，搅拌结束后，计算机34发指令给单片机控制器35关闭第六电磁阀16，显示屏显示静止1小时，静止1小时后，计算机34发指令给单片机控制器35打开废液回收泵10，打开电磁阀16抽取工作杯18中的废液，与止同时显示屏显示回收废液。回收废液结束后进行第五道流程(即重复第二道流程)。然后进行第六道流程(即重复进行第三道流程)。然后进行第七道流程(中和流程)，计算机34发指令给单片机控制器35打开氢氧化钠计量泵8，并打开第三电磁阀13给工作杯18添加氢氧化钠，添加完后，计算机34发指令给单片机控制器35关闭氢氧化钠计量泵8和第三电磁阀13，计算机34发指令给单片机控制器35打开第六电磁阀16充气搅拌30分钟，搅拌结束后，计算机34发出指令给单片机控制器35关闭第六电磁阀16，显示屏显示：静止1小时。1小时后，计算机34发出指令给单片机控制器35打开废液回收泵10和第六电磁阀16抽取工作杯18中的废液后，计算机34发出指令给单片机控制器35，关闭所有工作部件。本机本次提取干酪根工作全部结束。

工作杯18并联接入4个电磁阀组成的横向连接，同时通过管线纵向接入盐酸计量泵6、氢氟酸计量泵7、氢氧化钠计量泵8、蒸馏水计量泵9采用点对点，逐一添加液体介质。

工作杯18上盖插入排气管道19并通过管线连接形成排气管道19并连接废气处理器21收集废气。

恒温水浴20、盐酸贮液罐1、盐酸计量泵6、第一电磁阀11、氢氟酸贮液罐2、氢氟酸计量泵7、第二电磁阀12、氢氧化钠贮液罐3、氢氧化钠计量泵8、第三电磁阀13、蒸馏水贮液罐4、蒸馏水计量泵9、第四电磁阀14、氮气瓶5、第五电磁阀15、废液回收泵10、第六电磁阀16、输液排液管17、工作杯18、废液回收池25和废气处理器21置于所述的密封工作柜27中，单片机控制器35密封在密封工作柜体27的另一端，这一端与恒温水浴20以及介质添加系统实施了全隔离，单片机控制器35通过通信电缆与装置在另一间机房的计算机34连接，密封工作柜体27上部由一个装有密封门29的密封工作柜上盖28进行封闭，密封工作柜上盖28安装有废气收集管道30，废气收集管道30的一端连接抽风机31的输入端，抽风机31的输出端连接废气排泄管道32的上端，废气排泄管道32的下端接入中和池33的上部，中和池33能对密封工作柜体27内产生的废气进行中和处理，符合安全和环保的要求。

综上所述，第一电磁阀11、第二电磁阀12、第三电磁阀13、第四电磁阀14、第五电磁阀15、第六电磁阀16通过并联连接盐酸计量泵6、氢氟酸计量泵7、氢氧化钠计量泵8、蒸馏水计量泵9、氮气瓶5和废液收集泵10，并通过计算机34指令单片机控制器35通过精心编制的软件来进行介质的添加、充气搅拌、以及废液收集，取代人工完成干酪根的提取，是本专利的重要特点。

Claims (2)

1.一种干酪根自动提取装置，其特征是：盐酸贮液罐(1)的输出端通过管线与盐酸计量泵(6)和第一电磁阀(11)串联，氢氟酸贮液罐(2)的输出端通过管线与氢氟酸计量泵(7)和第二电磁阀(12)串联，氢氧化钠贮液罐(3)的输出端通过管线与氢氧化钠计量泵(8)和第三电磁阀(13)串联，蒸馏水贮液罐(4)的输出端通过管线与蒸馏水计量泵(9)和第四电磁阀(14)串联，氮气瓶(5)的输出端通过管线与第五电磁阀(15)串联，废液回收泵(10)的输出端通过管线与第六电磁阀(16)的输入端连接，所述的第一电磁阀(11)、第二电磁阀(12)、第三电磁阀(13)、第四电磁阀(14)、第五电磁阀(15)和第六电磁阀(16)的输出端用管线横向并联连接后连接输液排液管(17)，所述的输液排液管(17)连接在工作杯(18)内，所述的工作杯(18)设在恒温水浴(20)内，所述的恒温水浴(20)设有加热器(26)、温度传感器(23)、液位传感器(22)和自来水进水电磁阀(36)，排气管道(19)一端与所述的工作杯(18)连接，另一端与废气处理器(21)连接，所述的废液回收泵(10)的输出端通过废液回收管道(24)连接有废液回收池(25)，计算机(34)与单片机控制器(35)电连接，所述的单片机控制器(35)与所述的第一电磁阀(11)、第二电磁阀(12)、第三电磁阀(13)、第四电磁阀(14)、第五电磁阀(15)、第六电磁阀(16)、盐酸计量泵(6)、氢氟酸计量泵(7)、氢氧化钠计量泵(8)、蒸馏水计量泵(9)、废液回收泵(10)、加热器(26)、温度传感器(23)、液位传感器(22)和自来水进水电磁阀(36)电连接。

2.根据权利要求1所述的干酪根自动提取装置，其特征是：密封工作柜体(27)上部由一个装有密封门(29)的密封工作柜上盖(28)进行封闭，所述的密封工作柜上盖(28)安装有废气收集管道(30)，所述的废气收集管道(30)的一端连接抽风机(31)的输入端，所述的抽风机(31)的输出端连接废气排泄管道(32)的上端，所述的废气排泄管道(32)的下端接入中和池(33)的上部；所述的抽风机(31)与所述的单片机控制器(35)电连接，所述的恒温水浴(20)、盐酸贮液罐(1)、盐酸计量泵(6)、第一电磁阀(11)、氢氟酸贮液罐(2)、氢氟酸计量泵(7)、第二电磁阀(12)、氢氧化钠贮液罐(3)、氢氧化钠计量泵(8)、第三电磁阀(13)、蒸馏水贮液罐(4)、蒸馏水计量泵(9)、第四电磁阀(14)、氮气瓶(5)、第五电磁阀(15)、废液回收泵(10)、第六电磁阀(16)、输液排液管(17)、工作杯(18)、废液回收池(25)和废气处理器(21)置于所述的密封工作柜(27)中，所述的单片机控制器(35)密封在所述的密封工作柜体(27)的另一端，这一端与所述的恒温水浴(20)以及介质添加系统实施了全隔离，所述的单片机控制器(35)通过通信电缆与装置在另一间机房的所述的计算机(34)连接。

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