CN202903638U - 页岩气含气量便携测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种页岩气含气量便携测量仪，由实验箱、气体体积测量器和密封罐组成。实验箱包括电磁加热板、顶板、底板、箱体、温度控制仪、温度显示器和电源接头。电磁加热板用于对保温液体加热，温度传感器和温度控制仪对保温液体温度和电磁加热板工作状态进行控制；气体体积测量器包括体积测量筒、排气阀、进气阀、排水阀、平衡螺柱等；密封罐包括筒体、顶盖、气体开关接头。本测量仪的优点是：快速、便捷、稳定的对页岩气解吸气进行测量，其加热系统稳定、温度控制系统精确，设备耐用。

Description

页岩气含气量便携测量仪

技术领域

本实用新型涉及页岩气勘探、开发技术领域，特别是涉及页岩气含气量测量设备，一种用于现场页岩气含气量快速、便携测试的仪器。

背景技术

页岩气是赋存在页岩中的一种呈吸附、游离或溶解状态的天然气，主要以吸附和游离状态为主，其吸附气含量为20%-85%，吸附气和游离气含气量大小直接影响到页岩气储层的品质和页岩气开发技术。页岩气含气量是页岩储层评价、储量计算、开发方案设计的关键性参数。页岩样品含气量测试技术已广泛应用于页岩气这种非常规油气藏得开发过程中。此外在煤矿与煤层气的开采、环境保护等领域也被广泛应用。

目前，还没有稳定、精确、快速、简便、耐用的页岩气含气量测量的专用设备。常规实验设备测量页岩气含气量，需要将含气页岩样装入单个的密封罐，密封罐放置在恒温的水槽中，让页岩样缓慢解吸。导气管一端连接在密封罐出口，另一端连接到量筒开口，量筒开口向下并置于水槽液面以下。上述这类测试设备进行现场解吸，能满足一定的页岩含气量测试要求，但是在实际应用中，发现上述测试系统存在以下缺陷：

1、没有专门的实验箱，便携不便，玻璃量筒容易破碎，不便于多个页岩样品同时实验；

2、操作过程复杂，每个量筒容积有限，需要多次装水测量，操作误差大，不便于野外环境读数，精度低；

3、现场收集解吸气返回实验室化验不方便，不便于同时测量和收集气体；

4、测试温度控制不精确、稳定，散热量大，加热和控温设备使用寿命短，常出现故障。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种页岩气含气量测量仪，其使用性能稳定、加热系统稳定、温度控制系统精确、设备耐用，气体体积测量方便、准确、便于收集气体，同时便于移动、携带、操作、适合野外恶劣环境现场使用。

本实用型解决其技术问题采用的技术方案如下：

一种页岩气含气量便携测量仪，其包括实验箱、气体体积测量器和密封罐。所述实验箱的箱体底部设有加热装置，密封罐定位放置在箱体内，箱体中充满保温液体。密封罐顶部设有气体开关接头和开关阀。所述气体体积测量器采用储液筒和体积测量筒连通组合结构，由透明塑料制作。所述气体体积测量器的筒体部分通过平衡台和平衡螺柱安装在底座上，筒体部分左右并列分隔成储液筒和体积测量筒，两个筒在筒体底部相互连通；所述体积测量筒的筒体高度低于储液筒，储液筒顶部由顶盖盖住，体积测量筒顶部由密封盖密封；两个筒内都灌有液体，静止时储液筒内液面稍高于体积测量筒密封盖，且储液筒液面之上的空闲体积要稍大于体积测量筒的体积；体积测量筒的侧壁上标有高度刻度线，上部和下部分别设有排气阀和进气阀，储液筒底部设有排水阀。所述进气阀位置要高于体积测量筒与储液筒在底部连通处的开口位置。所述气体体积测量器的进气阀通过胶管与密封罐上的气体开关接头连接。本实用新型设计的气体体积测量器结构独特，采用储液筒和体积测量筒连通组合结构，一次集气结束或体积测量筒已满时，打开排气阀可使体积测量筒内重新充满液体，恢复到初始集气状态，无需再重新添加液体，使整个操作更为便捷。

进一步，实验箱的加热装置为电磁加热装置，实验箱中还设置有温度控制仪和温度显示器，与电磁加热装置之间用导线连接。采用电磁加热装置可有效提高热效率，并能使加热速度提高60%，与电阻式加热方式相比更加安全、高效、节能。

本实用新型的有益效果：

本测量仪加热系统稳定、温度控制系统精确、设备耐用，气体体积测量方便、准确、便于收集气体，便于携带、操作、适合野外恶劣环境现场使用。

附图说明

图1是本实用新型气体体积测量器的剖面示意图。

图2是本实用新型气体体积测量器的顶视图。

图3是本实用新型页岩气含气量便携测量仪实验箱的使用状态示意图。

图4是本实用新型页岩气含气量便携测量仪实验箱的内部结构示意图。

图5是本实用新型密封罐和气体开关接头组合在一起的剖面示意图。

图中，1-底座，2-平衡螺柱，3-平衡台，4-进气阀，5-平衡液泡，6-体积测量筒，7-刻度线，8-排气阀，9-体积测量筒密封盖，10-排水阀，11-储液筒，12-顶盖，13-排水阀，14-箱体，15-密封罐顶盖，16-实验箱箱盖，17-温度控制仪，18-温度显示器，19-电源接头，20-底板，21-筒体，22-顶板，23-温度传感器，24-电磁加热板，25-气体开关接头，26-开关阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

参阅图1和图2，气体体积测量器由底座1、平衡螺柱2、平衡台3、进气阀4、平衡液泡5、体积测量筒6、高度刻度线7、排气阀8、体积测量筒密封盖9、排水阀10、储液筒11、顶盖12组成。该气体体积测量器采用储液筒11和体积测量筒6连通组合结构，由透明塑料制作。气体体积测量器的筒体部分通过平衡台3和平衡螺柱2安装在底座1上，通过平衡螺柱2微调和平衡液泡5位置判别能使平衡台处于水平位置，三个平衡螺柱布置在气体体积测量器底座上面，平衡液泡布置在测量器外部。筒体部分左右并列分隔成储液筒11和体积测量筒6，两个筒在筒体底部相互连通。体积测量筒6的筒体高度要低于储液筒11，储液筒11顶部由顶盖12盖住，体积测量筒6顶部由密封盖9密封，静止时储液筒11内液面稍高于体积测量筒密封盖9，且储液筒11液面之上的空闲体积要稍大于体积测量筒6的体积。体积测量筒6的侧壁上标有高度刻度线7，上部和下部分别设有排气阀8和进气阀4，排气阀8紧贴体积测量筒密封盖9，进气阀4位置要高于体积测量筒6与储液筒11在底部连通处的开口位置。储液筒11底部设有排水阀10，排水阀10紧贴平衡台3。测量器内液体为着色的饱和盐水，顶盖12能密封和敞开，整个气体体积测量器使用透明塑料制作。

参阅图3和图4，测量仪的实验箱由排水阀13、箱体14、实验箱箱盖16、温度控制板17、温度显示器18、电源接头19、底板20、顶板22、温度传感器23、电磁加热板24组成。箱体14、顶板22采用保温聚合物材料制作，顶板22上开六个圆形的密封罐定位孔，圆孔直径刚好能放下密封罐的筒体21，比密封罐的顶盖15直径小。底板20上有很多圆形小孔，便于保温液体对流。箱体14中充满保温液体，温度传感器23在保温液体中，电磁加热板24位于底板20下，加热板24内也布置温度传感器，与温度传感器23、温度控制仪17一起控制保温液体温度，保温液体为水。温度控制仪17为电子数字可调控制仪，控制范围0~100℃。箱体底部布置一排水阀。

参阅图5，密封罐由筒体14、密封罐顶盖15、气体开关接头25、开关阀26组成。密封罐采用不锈钢制作，密封罐的顶盖15采用螺纹与筒体14连接，气体开关接头25能与密封罐顶盖15出口密封对接，气体开关接头25可随时更换和拆卸。

本页岩气含气量便携测量仪的使用主要包括A~E五个步骤：

步骤A，打开气体体积测量器顶盖，关闭气体体积测量器排水阀、排气阀、进气阀。从顶盖加入着色的饱和盐水，直到储液筒的液面稍高于体积测量筒密封盖，关闭气体体积测量器顶盖，调节平衡螺柱，使平衡液泡处于平衡位置。

步骤B，打开实验箱，在实验箱内装入水，接通电源，调节温度控制仪到需要温度并加热。密封罐接上气体开关接头，关闭开关阀，打开密封罐顶盖，迅速装入页岩岩心和关好密封罐顶盖，把密封罐放入试验箱顶板的圆孔内。用橡胶管连接气体体积测量器进气阀与密封罐气体开关接头，并确保接口的密封性完好。

步骤C，打开气体开关接头开关阀、打开气体体积测量器进气阀。使解吸气慢慢在测量筒内聚集，直到进气口无气泡冒出，才从刻度线上读数，并记录。

步骤D，如果一个测量筒量程不够测量解吸页岩气体积，就等液面要到测量筒量程时，关闭气体开关接头开关阀和气体体积测量器进气阀，记录下此时气体体积。然后打开排气阀，排出测量筒内气体，直到测量筒内气体排完为止，再关闭排气阀。重新开启开关阀和进气阀，重复这项操作，直到进气口无气泡冒出为止，算出记录下的气体体积总和，为解吸气体体积。

步骤E，如果需要收集部分解吸出来的气体，读完刻度数后，使用导管一端接到排气阀口，一端放空，打开排气阀，排出部分空气，然后关闭排气阀，一端接到收集容器收集解吸气体，直到满足要求为止，再关闭排气阀。

实验结束后，打开实验箱、气体体积测量器排水阀，排出试验箱内水，将密封罐放入实验箱，放好收集气体样本和气体体积测量器。

Claims (7)

1.一种页岩气含气量便携测量仪，其特征在于包括实验箱、气体体积测量器和密封罐；所述实验箱的箱体底部设有加热装置，密封罐定位放置在箱体（14）内，箱体（14）中充满保温液体；密封罐顶部设有气体开关接头（25）和开关阀（26）；其特征在于：所述气体体积测量器采用储液筒（11）和体积测量筒（6）连通组合结构，由透明塑料制作；所述气体体积测量器的筒体部分通过平衡台（3）和平衡螺柱（2）安装在底座（1）上，筒体部分左右并列分隔成储液筒（11）和体积测量筒（6），两个筒在筒体底部相互连通；所述体积测量筒（6）的筒体高度低于储液筒（11），储液筒（11）顶部由顶盖盖住，体积测量筒（6）顶部由密封盖（9）密封，两个筒内都灌有液体，静止时储液筒（11）内液面稍高于体积测量筒密封盖（9），且储液筒（11）液面之上的空闲体积要稍大于体积测量筒（6）的体积；体积测量筒（6）的侧壁上标有高度刻度线（7），上部和下部分别设有排气阀（8）和进气阀（4），储液筒（11）底部设有排水阀（10）；所述进气阀（4）位置要高于体积测量筒（6）与储液筒（11）在底部连通处的开口位置；所述气体体积测量器的进气阀（4）通过胶管与密封罐上的气体开关接头（25）连接。

2.根据权利要求1所述的页岩气含气量便携测量仪，其特征是，所述实验箱的加热装置为电磁加热装置。

3.根据权利要求1或2所述的页岩气含气量便携测量仪，其特征是，所述实验箱中还设置有温度控制仪（17）和温度显示器（18），与电磁加热装置（24）之间用导线连接。

4.根据权利要求3所述的页岩气含气量便携测量仪，其特征是，所述实验箱的箱体（14）中设置有顶板（22）和底板（20），在顶板（22）上开多个密封罐定位孔，密封罐插装在密封罐定位孔中，底端由底板（20）支撑，所述底板（20）上设有便于保温液体对流的小孔，电磁加热装置（24）位于底板（20）下。

5.根据权利要求4所述的页岩气含气量便携测量仪，其特征是，所述箱体（14）中设置有温度传感器（23），并位于保温液体中，电磁加热装置中也设置有温度传感器。

6.根据权利要求5所述的页岩气含气量便携测量仪，其特征是，所述温度控制仪（17）为电子数字可调控制仪，控制范围0~100℃。

7.根据权利要求6所述的页岩气含气量便携测量仪，其特征是，所述箱体（14）、顶板（22）采用保温聚合物材料制作。

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