CN205352941U - 一种油页岩实时热解检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种油页岩实时热解检测系统，包括一发射激光信号的激光器，激光器的激光出光头与一用于接收激光信号的激光干涉仪之间设置有为油页岩样品提供热解环境的热解装置，热解装置的对应的两侧设置有激光透射窗，激光透射窗与激光出光头、激光干涉仪的接收窗的中心位于同一光路上，激光干涉仪上连接有示波器，热解装置和示波器上连接有控制元件。该系统能够克服现有技术中存在的反复测量操作繁琐的问题，利用激光超声技术实现油页岩的实时热解检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及油页岩热分析技术领域，尤其涉及一种油页岩实时热解检测系统。
背景技术
油页岩，是一种富含有机质、高灰分、具有细微层理的沉积岩，属于非常规油气资源。油页岩包含有丰富的成油物质，热解油页岩是获得页岩油和研究油页岩组成成分的有效手段。油页岩的热解是指油页岩在无氧条件下或在惰性气氛中加热至较高温度而发生的一系列的物理变化和化学反应的十分复杂的过程，在这一过程中将发生交联键的断裂、产物的重组以及二次反应。利用热解反应可以研究油页岩在热解过程中的物理和化学变化，同时可以判别油页岩热解的进程，以及确定出反应产物的组成、成份等。
目前，对于油页岩的热解特性的研究主要都是以热重分析及差热分析等物理特性为主的热分析，例如铝甑分析，然而，这些研究方法都需要进行多次复杂的测量，实现起来较为繁琐。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种基于激光超声技术的油页岩实时热解检测系统，以克服现有技术的缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种油页岩实时热解检测系统，该系统能够克服现有技术中存在的反复测量操作繁琐的问题，利用激光超声技术实现油页岩的实时热解检测。
本实用新型的目的是这样实现的，一种油页岩实时热解检测系统，所述油页岩实时热解检测系统包括一发射激光信号的激光器，所述激光器的激光出光头与一用于接收激光信号的激光干涉仪之间设置有为油页岩样品提供热解环境的热解装置，所述热解装置的对应的两侧设置有激光透射窗，所述激光透射窗与所述激光出光头、所述激光干涉仪的接收窗的中心位于同一光路上，所述激光干涉仪上连接有示波器，所述热解装置和所述示波器上连接有控制元件。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述热解装置包括密封的箱体，所述箱体的顶部设置有能开合的顶盖，所述箱体的相对两侧壁上分别设有贯通的观察孔，所述观察孔的外侧设置所述激光透射窗，所述箱体的内部与所述激光透射窗相对的位置设置有放置所述油页岩样品的支架。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述激光透射窗包括观察窗框，所述观察窗框内侧设置有透明窗口板，所述观察窗框通过螺钉安装于所述箱体的侧壁上。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述透明窗口板的材料为玻璃。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述透明窗口板上镀有增透膜。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述箱体的内部设置有加热装置和温度检测装置，所述加热装置和所述温度检测装置与所述控制元件电连接。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述顶盖上设置有能开闭的进气口和排气口。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述箱体的材料为不锈钢。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述支架包括设置于底部的电动平移台，所述电动平移台上设置有用于放置所述油页岩样品的支撑部。
在本实用新型的一较佳实施方式中，所述箱体的侧壁内部设置有隔热层。
由上所述，本实用新型的油页岩实时热解检测系统基于激光超声技术，该系统充分利用激光超声技术非接触、高精度、无损伤、对检测部位的空间位置要求不高、远距离遥测、快速全方位扫描、频带宽、空间分辨率高、具有特殊的方向性等优点，油页岩样品物理和化学变化可以通过激光超声技术进行实时探测。油页岩样品放置于特制的密封的热解装置中的进行热解，激光器发出的激光超声通过热解装置上的激光透射窗照射其内部的油页岩样品，并通过激光干涉仪接收信号，分析得出油页岩样品热解特性。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：
图1：为本实用新型的油页岩实时热解检测系统的示意图。
图2：为本实用新型的热解装置的结构示意图。
图3：为本实用新型的热解装置的支架结构示意图。
图4：为本实用新型的热解装置的激光透射窗结构示意图。
图5：为图4的A-A剖视图。
图中：100、油页岩实时热解检测系统；1、激光器；11、激光出光头；2、激光干涉仪；21、接收窗；3、热解装置；30、箱体；301、顶盖；3011、进气口；3012、排气口；302、导线通过孔；31、激光透射窗；311、观察窗框；312、透明窗口板；313、螺钉；32、支架；321、电动平移台；322、支撑部；3221、卡槽；4、示波器；5、控制元件；8、油页岩样品。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
如图1所示，本实用新型的油页岩实时热解检测系统100，包括一发射激光信号的激光器1，激光器1的激光出光头11与一用于接收激光信号的激光干涉仪2之间设置有为油页岩样品8提供热解环境的热解装置3，热解装置3的对应的两侧设置有激光透射窗31，激光透射窗31与激光出光头11、激光干涉仪2的接收窗21的中心位于同一光路上，激光出光头11发出的激光信号通过激光透射窗31照射在热解装置3内部的油页岩样品上；激光干涉仪2上连接有示波器4，热解装置3和示波器4上连接有控制元件5。激光超声是一种非接触、高精度、无损伤的新型超声检测技术。它利用激光脉冲在油页岩样品中激发超声波,并用激光束探测超声波的传播,从而获取油页岩样品信息等。激光超声技术还具有对油页岩样品检测部位的空间位置要求不高、远距离遥测、快速全方位扫描、频带宽、空间分辨率高、具有特殊的方向性等优点，油页岩样品热解过程中，油页岩物理和化学变化，可以用激光超声技术探测出来。激光干涉仪2接收热解环境中的油页岩样品8在激光照射下所产生的光信号，其光信号用于分析油页岩样品8的热解特性。
进一步，如图1、图2所示，热解装置3包括密封的箱体30，箱体30的顶部设置有能开合的顶盖301，箱体30的相对两侧壁上分别设有贯通的观察孔，观察孔的外侧设置所述激光透射窗31，箱体30的内部与激光透射窗31相对的位置设置有放置油页岩样品8的支架32。在本实施方式中，为了提供热解所需的温度环境并进行温度的实时控制，箱体30内部设置有加热装置和温度检测装置。箱体30上设有导线通过孔302，加热装置和温度检测装置的导线通过导线通过孔302与外部的控制元件5(现有技术，图中未示出)电连接。
进一步，如图1、图2、图4、图5所示，激光透射窗31包括观察窗框311，观察窗框311内侧设置有透明窗口板312，透明窗口板312可以通过滚边法、压圈法、弹性元件法、电镀法或胶接法中的一种方法与观察窗框311密封紧固。观察窗框311通过螺钉313安装于箱体30的侧壁上。透明窗口板312的材料为玻璃(K9玻璃或者透明石英玻璃)，或者是其他透光性较好的材料。透明窗口板312上可以根据实际需求镀增透膜(现有技术，图中未示出)。
进一步，如图2所示，顶盖301上设置有能开闭的进气口3011和排气口3012。热解装置3的箱体30通过进气口3011与充气装置(图中未示出)连接，充气装置向箱体30内部充入氮气或者其他常规惰性气体以满足热解环境所需。充气及测试时，排气口3012封闭，测试结束后，排气口3012开启，气体通过排气口3012排出箱体30。
进一步，如图1、图2、图3所示，支架32包括设置于底部的电动平移台321，电动平移台321上设置有用于放置油页岩样品8的支撑部322，支撑部322上设置有向下凹的卡槽3221，便于放置并固定油页岩样品8。电动平移台321与外部的电动平移台控制器(图中未示出)电连接。
进一步，箱体30的材料为不锈钢，或者是其他抗压并且不易锈蚀的金属合金材料，例如铝合金材料、镁合金材料等。为了保证测试时箱体30内部的温度稳定，箱体30的侧壁内部设置有隔热层。
本实用新型的油页岩实时热解检测系统100在使用时，首先将系统中的各线路连接，打开热解装置3的箱体30的顶盖301，将油页岩样品8放在支架32支撑部322的卡槽3221内，盖上顶盖301，确认箱体30密封；将充气装置与进气口3011密封连接，向箱体30内充入热解环境所需气体，封闭排气口3012。以上操作完成后，通过控制元件5控制箱体30内的加热装置和温度检测装置，使箱体30内部达到油页岩样品8的热解温度，打开激光器1、激光干涉仪2和示波器4，确认激光透射窗31与激光出光头11、激光干涉仪2的接收窗21的中心位于同一水平线上，开始进行实验检测。测试结束后，停止向箱体30充气，箱体30内的气体通过排气口3012排出。
由上所述，本实用新型的油页岩实时热解检测系统基于激光超声技术，该系统充分利用激光超声技术非接触、高精度、无损伤、对检测部位的空间位置要求不高、远距离遥测、快速全方位扫描、频带宽、空间分辨率高、具有特殊的方向性等优点，油页岩样品物理和化学变化可以通过激光超声技术进行实时探测。油页岩样品放置于特制的密封的热解装置中的进行热解，激光器发出的激光超声通过热解装置上的激光透射窗照射其内部的油页岩样品，并通过激光干涉仪接收信号，分析得出油页岩样品热解特性。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (10)
1.一种油页岩实时热解检测系统，其特征在于：所述油页岩实时热解检测系统包括一发射激光信号的激光器，所述激光器的激光出光头与一用于接收激光信号的激光干涉仪之间设置有为油页岩样品提供热解环境的热解装置，所述热解装置的对应的两侧设置有激光透射窗，所述激光透射窗与所述激光出光头、所述激光干涉仪的接收窗的中心位于同一光路上，所述激光干涉仪上连接有示波器，所述热解装置和所述示波器上连接有控制元件。
2.如权利要求1所述的油页岩实时热解检测系统，其特征在于：所述热解装置包括密封的箱体，所述箱体的顶部设置有能开合的顶盖，所述箱体的相对两侧壁上分别设有贯通的观察孔，所述观察孔的外侧设置所述激光透射窗，所述箱体的内部与所述激光透射窗相对的位置设置有放置所述油页岩样品的支架。
3.如权利要求2所述的油页岩实时热解检测系统，其特征在于：所述激光透射窗包括观察窗框，所述观察窗框内侧设置有透明窗口板，所述观察窗框通过螺钉安装于所述箱体的侧壁上。
4.如权利要求3所述的油页岩实时热解检测系统，其特征在于：所述透明窗口板的材料为玻璃。
5.如权利要求3所述的油页岩实时热解检测系统，其特征在于：所述透明窗口板上镀有增透膜。
6.如权利要求2所述的油页岩实时热解检测系统，其特征在于：所述箱体的内部设置有加热装置和温度检测装置，所述加热装置和所述温度检测装置与所述控制元件电连接。
7.如权利要求2所述的油页岩实时热解检测系统，其特征在于：所述顶盖上设置有能开闭的进气口和排气口。
8.如权利要求2所述的油页岩实时热解检测系统，其特征在于：所述箱体的材料为不锈钢。
9.如权利要求2所述的油页岩实时热解检测系统，其特征在于：所述支架包括设置于底部的电动平移台，所述电动平移台上设置有用于放置所述油页岩样品的支撑部。
10.如权利要求2所述的油页岩实时热解检测系统，其特征在于：所述箱体的侧壁内部设置有隔热层。
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| CN108593483A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-09-28 | 西北核技术研究所 | 一种基于激光加热的高升温率热重分析系统及方法 |
| CN109211961A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-15 | 吉林大学 | 一种水氧联合作用油页岩热解实验装置及其热解方法 |
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2016
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