CN209342552U - 一种温控循环式有机质生物气化的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤层气、页岩气开发技术领域，特别是涉及一种温控循环式有机质生物气化的实验装置与方法。本实用新型通过温控生物气反应系统、进样循环系统、第一排气厌氧系统、储气循环系统和第二排气厌氧系统组成的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，通过器具灭菌处理、匹配装置、装置安装、启动装置、收集气体和检测气体六个步骤，模拟地层原位微生物降解时的温度和水动力条件；通过控温预热器提供地层反应温度；通过平流泵提供不同水动力流速。生物反应罐体可放直径为42cm的岩心样品，也可以放置块状样品或粉末状样品，样品适用范围更广。本实用新型操作方法简单，经济成本低，而且模拟结果更接近地层实际情况。

Description

一种温控循环式有机质生物气化的实验装置

技术领域

本实用新型涉及煤层气、页岩气开发技术领域，特别是涉及一种温控循环式有机质生物气化的实验装置。

背景技术

在煤层气、页岩气开发领域中，微生物气化技术具有增产、增渗、再利用的特点，因而在废弃矿区、低煤阶煤和页岩气开发方面具有独特优势。传统观点认为废弃矿区中的预留煤柱和煤层气含量低的低煤阶煤层不具有开采价值，利用微生物气化技术可以将煤或页岩部分有机质转化为生物气，提高储层含气饱和度；微生物降解煤岩、页岩有机质还具有增加储层渗透性的作用。

微生物气化技术在提高原油采收率、稠油开采和城市生化垃圾裂解等方面已取得重大进展，但在煤和页岩有机质的生物转化方面还主要停留在实验室研究阶段。目前，生物气化实验装置主要分为两种，一种是厌氧瓶内静置或震荡培养产气，这种方法操作简单、成本较低，可同时培养多个样品，也是目前实验室内模拟生物气产出的主流方法；一种是发酵罐内搅拌培养，可放置大块或大量有机质样品，但是该方法成本较高，主要用于工程实验研究，同时这两种方法均存在一个共性问题，即有机质固样和培养基液样的接触关系为同时静态或同时动态的问题，无法真实的反应地下煤和页岩有机质静止不动，而培养基携带微生物流经有机质的地质条件。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种模拟原始地层温度条件，能提供不同水流速率条件，能够模拟煤层原位不同温度与水流速率地质条件下，微生物降解煤岩生烃作用过程与生烃潜力，以深化其产出机理的实验装置与方法。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，包括温控生物气反应系统、进样循环系统、第一排气厌氧系统、储气循环系统和第二排气厌氧系统；所述的温控生物气反应系统输入端与进样循环系统的输出端连接，进样循环系统的输入端与储气循环系统的输出端连接，储气循环系统的输入端与温控生物气反应系统的输出端连接，所述的第一排气厌氧系统连接在进样循环系统的输入管路上，所述的第二排气厌氧系统与储气循环系统连接。

所述的温控生物气反应系统至少包括反应罐体，所述的反应罐体的外侧壁上连接有可分离的控温预热器，反应罐体的输入端连接有可拆卸的密封盖，密封盖上开有进液/气口，进液/气口连接有第一过滤片，温控生物气反应系统通过其进液/气口与进样循环系统连接；反应罐体的输入端的端口连接有密封垫圈；反应罐体的输出端的上部开有出液/气口，出液/气口连接有第二过滤片；反应罐体的输出端的下部开有排液口，排液口上连接第一二通阀；温控生物气反应系统通过其出液/气口与储气循环系统连接。

所述的控温预热器包括加热装置、温度传感器、温度显示表和温度控制系统，所述的加热装置连接在反应罐体外侧壁上，加热装置与温度传感器连接，温度传感器与温度显示表连接，温度传感器与温度控制系统连接。

所述的加热装置为多组铜线圈组成，铜线圈均匀包裹在反应罐体外侧壁上。

所述的进样循环系统包括第一连接导管、第一顶空容器、第一平流泵和第二二通阀；所述的第一连接导管的一端与温控生物气反应系统连接，第一连接导管的另一端从第一顶空容器上表面延伸至第一顶空容器内；第一连接导管上开有第一排气口，第一排气口连接有第二二通阀，第一排气口下方的第一连接导管上连接有第一平流泵。

所述的第一排气厌氧系统包括第一高纯惰性气体瓶、第一二通阀、第一减压阀和第二连接导管，所述的第二连接导管的一端通过第一二通阀与进样循环系统连接，第二连接导管的另一端通过第一减压阀与第一高纯惰性气体瓶连接。

所述的第二排气厌氧系统包括第二高纯惰性气体瓶、第四二通阀、第二减压阀和第六连接导管；所述的第六连接导管的一端通过第二减压阀与第二高纯惰性气体瓶连接，第六连接导管的另一端通过第四二通阀与储气循环系统连接。

所述的储气循环系统包括第二顶空容器、压力表、第二平流泵、第三连接导管、第四连接导管、第五连接导管、第五二通阀、三通阀和第六二通阀；所述的第二顶空容器下部连接第五连接导管的一端，第五连接导管的另一端通过第二平流泵与第三连接导管的一端连接，第三连接导管的另一端与进样循环系统连接，在第三连接导管上开有第二排气口，第二排气口连接有第五二通阀；第四连接导管的下端穿过第二顶空容器的上表面延伸至第二顶空容器内，第四连接导管的上端与温控生物气反应系统连接；第二顶空容器的上表面通过第六二通阀连接有压力表，第二顶空容器的上表面还开有三通阀控制的第一取气口，第二取气口。

所述的温控生物气反应系统至少包括反应罐体，所述的反应罐体的外侧壁上连接有可分离的控温预热器，反应罐体的输入端连接有可拆卸的密封盖，密封盖上开有进液/气口，进液/气口连接有第一过滤片，温控生物气反应系统通过其进液/气口与进样循环系统连接；反应罐体的输入端的端口连接有密封垫圈；反应罐体的输出端的上部开有出液/气口，出液/气口连接有第二过滤片；反应罐体的输出端的下部开有排液口，排液口上连接第一二通阀；温控生物气反应系统通过其出液/气口与储气循环系统连接；所述的控温预热器包括加热装置、温度传感器、温度显示表和温度控制系统，所述的加热装置连接在反应罐体外侧壁上，加热装置与温度传感器连接，温度传感器与温度显示表连接，温度传感器与温度控制系统连接；所述的加热装置为多组铜线圈组成，铜线圈均匀包裹在反应罐体外侧壁上；所述的进样循环系统包括第一连接导管、第一顶空容器、第一平流泵和第二二通阀；所述的第一连接导管的一端与温控生物气反应系统中密封盖上所开的进液/气口连接，第一连接导管的另一端从第一顶空容器上表面延伸至第一顶空容器内；第一连接导管上开有第一排气口，第一排气口连接有第二二通阀，第一排气口下方的第一连接导管上连接有第一平流泵；所述的第一排气厌氧系统包括第一高纯惰性气体瓶、第一二通阀、第一减压阀和第二连接导管，所述的第二连接导管的一端通过第一二通阀连接在进样循环系统的第一连接导管上第一排气口的下端，第二连接导管的另一端通过第一减压阀与第一高纯惰性气体瓶连接；所述的第二排气厌氧系统包括第二高纯惰性气体瓶、第四二通阀、第二减压阀和第六连接导管；所述的第六连接导管的一端通过第二减压阀与第二高纯惰性气体瓶连接，第六连接导管的另一端通过第四二通阀与储气循环系统连接；所述的储气循环系统包括第二顶空容器、压力表、第二平流泵、第三连接导管、第四连接导管、第五连接导管、第五二通阀、三通阀和第六二通阀；所述的第二顶空容器下部连接第五连接导管的一端，第五连接导管的另一端通过第二平流泵与第三连接导管的一端连接，第三连接导管的另一端与进样循环系统的第一顶空容器连接，在第三连接导管上开有第二排气口，第二排气口连接有第五二通阀；第四连接导管的下端穿过第二顶空容器的上表面延伸至第二顶空容器内，第四连接导管的上端与温控生物气反应系统中的出液/气口连接；第二顶空容器的上表面通过第六二通阀连接有压力表，第二顶空容器的上表面还开有三通阀控制的第一取气口，第二取气口；第二顶空容器上表面还连接有第二排气厌氧系统中的第六连接导管。

有益效果：

本实用新型通过温控生物气反应系统、进样循环系统、第一排气厌氧系统、储气循环系统和第二排气厌氧系统组成的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，通过器具灭菌处理、匹配装置、装置安装、启动装置、收集气体和检测气体六个步骤，模拟地层原位微生物降解时的温度和水动力条件；通过控温预热器提供地层反应温度；通过平流泵提供不同水动力流速。生物反应罐体可放直径为42cm的岩心样品，也可以放置块状样品或粉末状样品，样品适用范围更广。本实用新型操作方法简单，经济成本低，而且模拟结果更接近地层实际情况。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型反应罐体结构示意图；

图3是本实用新型第二顶空容器结构示意图；

图4是本实用新型第二顶空容器俯视图；

图5是本实用新型第一顶空容器俯视图；

图6是本实用新型过滤片截面图；

图7是本实用新型流程图。

图中：1-控温预热器；2-反应罐体；3-密封盖；4-密封垫圈；5-进液/气口；6-第一过滤片；7-出液/气口；8-第二过滤片；9-排液口；10-第一二通阀；11-第一连接导管；12-第一顶空容器；13-第一平流泵；14-第二二通阀；15-第一高纯惰性气体瓶；16-第二连接导管；17-第二顶空容器；18-压力表；19-第二平流泵；20-第三连接导管；21-第四连接导管；22-第五连接导管；23-第一排气口；24-第一取气口；25-第一培养基；26-第二培养基；27-第二排气口；28-第三二通阀；29-第四二通阀；30-第五二通阀；31-三通阀；32-第一减压阀；33-第二减压阀；34-第二高纯惰性气体瓶；35-第六连接导管；36-第六二通阀；37-第二取气口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1所示的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，包括温控生物气反应系统、进样循环系统、第一排气厌氧系统、储气循环系统和第二排气厌氧系统；所述的温控生物气反应系统输入端与进样循环系统的输出端连接，进样循环系统的输入端与储气循环系统的输出端连接，储气循环系统的输入端与温控生物气反应系统的输出端连接，所述的第一排气厌氧系统连接在进样循环系统的输入管路上，所述的第二排气厌氧系统与储气循环系统连接。

在实际使用时，通过本实用新型中的温控生物气反应系统可提供待测有机质样品并提供微生物降解反应的空间，并进行加热和控制实验反应温度；进样循环系统和储气循环系统承载培养基并存储生物气；利用第一排气厌氧系统和第二排气厌氧系统所提供的动力控制流速，促进培养基液体流动，从而模拟地下水流条件；第一排气厌氧系统和第二排气厌氧系统还用于对整个连接反应装置通气除氧，提供实验的厌氧条件。

本实用新型模拟地层原位微生物降解时的温度和水动力条件；通过控温预热器提供地层反应温度；通过平流泵提供不同水动力流速。生物反应罐体可放直径为42cm的岩心样品，也可以放置块状样品或粉末状样品，样品适用范围更广。本实用新型操作方法简单，经济成本低，而且模拟结果更接近地层实际情况。

实施例二：

如图1、图2和图6所示的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，与实施例一不同之处在于：所述的温控生物气反应系统至少包括反应罐体2，所述的反应罐体2的外侧壁上可拆卸的连接有控温预热器1，反应罐体2的输入端可拆卸的连接有密封盖3，密封盖3上开有进液/气口5，进液/气口5连接有第一过滤片6，温控生物气反应系统通过其进液/气口5与进样循环系统连接；反应罐体2的输入端的端口连接有密封垫圈4；反应罐体2的输出端的上部开有出液/气口7，出液/气口7连接有第二过滤片8；反应罐体2的输出端的下部开有排液口9，排液口9上连接第一二通阀10；温控生物气反应系统通过其出口7与储气循环系统连接。

优选的是所述的控温预热器1包括加热装置、温度传感器、温度显示表和温度控制系统，所述的加热装置连接在反应罐体2外侧壁上，加热装置与温度传感器连接，温度传感器与温度显示表连接，温度传感器与温度控制系统连接。

优选的是所述的加热装置为多组铜线圈组成，铜线圈均匀包裹在反应罐体2外侧壁上。

在实际使用时，本实用新型的技术方案，可以精确保证反应罐体内实验样品的反应温度，做到均匀受热，还可以随时检测温度变化对反应进程的影响。反应罐体2一侧有可拆卸密闭盖，并且加有密封垫圈，既保证了实验环境的密闭性，又方便实验准备阶段与结束阶段的实验仪器清洗工作；生物反应罐体的两侧各连接一个过滤片，可防止煤粉等细小颗粒进入顶空容器。本实施例中温度控制系统采用的是型号为XMT3000的温控仪PID调节。采用阶梯恒温控温，温控范围：室温～100℃。

实施例三：

如图1和图5所示的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，与实施例一不同之处在于：所述的进样循环系统包括第一连接导管11、第一顶空容器12、第一平流泵13和第二二通阀14；所述的第一连接导管11的一端与温控生物气反应系统连接，第一连接导管11的另一端从第一顶空容器12上表面延伸至第一顶空容器12内；第一连接导管11上开有第一排气口23，第一排气口23连接有第二二通阀14，第一排气口23下方的第一连接导管11上连接有第一平流泵13。

在实际使用时，本方案中的第一连接导管11一直延长至第一顶空容器12中所添加的第一培养基25的底部，使得实验结果更加科学。

实施例四：

如图1所示的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，与实施例一不同之处在于：所述的第一排气厌氧系统包括第一高纯惰性气体瓶15、第一二通阀28、第一减压阀32和第二连接导管16，所述的第二连接导管16的一端通过第一二通阀28与进样循环系统连接，第二连接导管16的另一端通过第一减压阀32与第一高纯惰性氮气瓶15连接。

在实际使用时，第一排气厌氧系统的技术方案，使用外接的高纯惰性气体瓶、第一减压阀32与第一二通阀28独立控制系统内的厌氧环境，惰性气体瓶内压力过低时可随时补充气体或更换气体瓶，操作简单，成本低，节约实验耗材。本实施例的惰性气体采用的是氮气，实际使用时还可以使用高纯氩气或高纯氦气，但使用氮气成本降低很多。

实施例五：

如图1所示的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，与实施例一不同之处在于：所述的第二排气厌氧系统包括第二高纯惰性氮气瓶34、第四二通阀29、第二减压阀33和第六连接导管35；所述的第六连接导管35的一端通过第二减压阀33与第二高纯惰性气体瓶34连接，第六连接导管35的另一端通过第四二通阀29与储气循环系统连接。

在实际使用时，第二排气厌氧系统的技术方案，使用外接的高纯惰性气体瓶、第二减压阀33与第四二通阀29独立控制系统内的厌氧环境，惰性气体瓶内压力过低时可随时补充气体或更换气体瓶，操作简单，成本低，节约实验耗材。

实施例六：

如图1、图3和图4所示的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，与实施例一不同之处在于：所述的储气循环系统包括第二顶空容器17、压力表18、第二平流泵19、第三连接导管20、第四连接导管21、第五连接导管22、第五二通阀30、三通阀31和第六二通阀36；所述的第二顶空容器17下部连接第五连接导管22的一端，第五连接导管22的另一端通过第二平流泵19与第三连接导管20的一端连接，第三连接导管20的另一端与进样循环系统连接，在第三连接导管20上开有第二排气口27，第二排气口27连接有第五二通阀30；第四连接导管21的下端穿过第二顶空容器17的上表面延伸至第二顶空容器17内，第四连接导管21的上端与温控生物气反应系统连接；第二顶空容器17的上表面通过第六二通阀36连接有压力表18，第二顶空容器17的上表面还开有三通阀31控制的第一取气口24，第二取气口37。

在实际使用时，本实用新型的技术方案中储气循环系统包含第二顶空容器17，可储存生成的气体；第二顶空容器17上加有压力表18，可以显示系统内初始压力与实验中压力变化，反映气体生成量；第二顶空容器17下方连接的第二平流泵19，为系统内流体提供循环动力。

实施例七：

如图1-6所示的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，与实施例一不同之处在于：所述的温控生物气反应系统至少包括反应罐体2，所述的反应罐体2的外侧壁上连接有可分离的控温预热器1，反应罐体2的输入端连接有可拆卸的密封盖3，密封盖3上开有进液/气口5，进液/气口5连接有第一过滤片6，温控生物气反应系统通过其进液/气口5与进样循环系统连接；反应罐体2的输入端的端口连接有密封垫圈4；反应罐体2的输出端的上部开有出液/气口7，出液/气口7连接有第二过滤片8；反应罐体2的输出端的下部开有排液口9，排液口9上连接第一二通阀10；温控生物气反应系统通过其出液/气口7与储气循环系统连接；所述的控温预热器1包括加热装置、温度传感器、温度显示表和温度控制系统，所述的加热装置连接在反应罐体2外侧壁上，加热装置与温度传感器连接，温度传感器与温度显示表连接，温度传感器与温度控制系统连接；所述的加热装置为多组铜线圈组成，铜线圈均匀包裹在反应罐体2外侧壁上；所述的进样循环系统包括第一连接导管11、第一顶空容器12、第一平流泵13和第二二通阀14；所述的第一连接导管11的一端与温控生物气反应系统中密封盖3上所开的进液/气口5连接，第一连接导管11的另一端从第一顶空容器12上表面延伸至第一顶空容器12内；第一连接导管11上开有第一排气口23，第一排气口23连接有第二二通阀14，第一排气口23下方的第一连接导管11上连接有第一平流泵13；所述的第一排气厌氧系统包括第一高纯惰性气体瓶15、第一二通阀28、第一减压阀32和第二连接导管16，所述的第二连接导管16的一端通过第一二通阀28连接在进样循环系统的第一连接导管11上第一排气口23的下端，第二连接导管16的另一端通过第一减压阀32与第一高纯惰性气体瓶15连接；所述的第二排气厌氧系统包括第二高纯惰性气体瓶34、第四二通阀29、第二减压阀33和第六连接导管35；所述的第六连接导管35的一端通过第二减压阀33与第二高纯惰性气体瓶34连接，第六连接导管35的另一端通过第四二通阀29与储气循环系统连接；所述的储气循环系统包括第二顶空容器17、压力表18、第二平流泵19、第三连接导管20、第四连接导管21、第五连接导管22、第五二通阀30、三通阀31和第六二通阀36；所述的第二顶空容器17下部连接第五连接导管22的一端，第五连接导管22的另一端通过第二平流泵19与第三连接导管20的一端连接，第三连接导管20的另一端与进样循环系统的第一顶空容器12连接，在第三连接导管20上开有第二排气口27，第二排气口27连接有第五二通阀30；第四连接导管21的下端穿过第二顶空容器17的上表面延伸至第二顶空容器17内，第四连接导管21的上端与温控生物气反应系统中的出液/气口7连接；第二顶空容器17的上表面通过第六二通阀36连接有压力表18，第二顶空容器17的上表面还开有三通阀31控制的第一取气口24，第二取气口37；第二顶空容器17上表面还连接有第二排气厌氧系统中的第六连接导管35。

在实际使用时，本实用新型通过温控生物气反应系统、进样循环系统、第一排气厌氧系统、储气循环系统和第二排气厌氧系统组成的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，模拟地层原位微生物降解时的温度和水动力条件；通过控温预热器提供地层反应温度；通过平流泵提供不同水动力流速。生物反应罐体可放直径为42cm的岩心样品，也可以放置块状样品或粉末状样品，样品适用范围更广。本实用新型操作方法简单，经济成本低，而且模拟结果更接近地层实际情况。

实施例八：

如图7所示的一种温控循环式有机质生物气化实验装置的实验方法，包括如下步骤

第一步，器具灭菌处理

将第一顶空容器12、第二顶空容器17、第一培养基25，第二培养基26、反应罐体2、密封盖3、第一过滤片6、第二过滤片8，第一连接导管11、第三连接导管20、第四连接导管21、第五连接导管22进行灭菌处理；

第二步，匹配装置

将样品放入经步骤一处理过的生物反应罐体2中，将第一培养基25、第二培养基26装进经步骤一处理过的第一顶空容器12和第二顶空容器17内；

第三步，装置安装

将经过步骤一和步骤二处理好的所有部件进行连接；

第四步，启动装置

依次打开排气厌氧系统的第一减压阀32、第二减压阀33、第三二通阀28、第四二通阀29、第一排气口23和第二排气口27，连续通高纯惰性氮气10-20分钟，排除整个系统装置内剩余空气，关闭第一排气口23、第二排气口27、第三二通阀28、第四二通阀29、第一减压阀32和第二减压阀33，然后打开控温预热器1与第一平流泵13和第二平流泵19的电源开关，使第一顶空容器12内的第一培养基25和第二顶空容器17内第二培养基26按顺时针方向循环流动；

第五步，收集气体

在不同时间段，从第一取气口24用注射器收集第二顶空容器17内顶端气体；或试验结束后从第二取气口37用集气袋或排水法收集大量气体；

第六步，检测气体

将步骤五收集的气体进行气体组分和甲烷碳氢同位素组成测试。

在实际操作时，步骤六可以借助气相色谱仪和气体同位素比质谱仪对步骤五采集的气体组分和甲烷碳氢同位素组成进行测试和分析。本实用新型的方法操作简单，经济成本低；能够模拟地层原位微生物降解时的温度和水动力条件，通过控温预热器提供地层反应温度及平流泵提供不同水动力流速，是本实用新型模拟结果更接近地层实际情况。

实施例九：

如图7所示的一种温控循环式有机质生物气化实验装置的实验方法，

一、进行实验前准备：

首先我们按照产甲烷菌培养基的方法配备2升的培养基溶液，将反应罐体2，第一顶空容器12，第二顶空容器17、第一培养基25，第二培养基26、第一、第二、第三、第四，第五和第六连接导管和六个二通阀放入高温蒸汽灭菌锅内进行121℃灭菌20分钟，然后待实验仪器冷却后，取出放入净化工作台上，装样并连接各系统。将某矿井内径42mm，长度300mm的岩心样品装入反应罐体2内，2升培养基分别装入第一顶空容器12和第二顶空容器17内各1升。

二、密封第一顶空容器12、第二顶空容器17与反应罐体2；

先将密封盖3、密封垫圈4和第一过滤片6与反应罐体2连接，用第四连接导管21将第二过滤片8和出液/气口7连接，另一端连接第二顶空容器17，再安装第二顶空容器的压力表18、第一取气口24、第二取气口37、第四连接导管21和三通阀31，最后用连接第一连接导管11、第二连接导管16、第三连接导管20、第五连接导管22和第六连接导管35，依次将第一高纯惰性气体瓶15、第二高纯惰性气体瓶34、第一顶空容器12、第二顶空容器17、第一平流泵13、第二平流泵19及生物反应罐体2连接，实验装置组装完成。

具体实验操作步骤为：

1、依次打开第一减压阀32、第二减压阀33、第三二通阀28、第四二通阀29、第二二通阀14、第五二通阀30，调节至0.02-0.1MPa的出口流压，流量控制在1～10L/min，吹惰性气体10-20分钟。待排尽整个装置内的空气，然后依次关闭第五二通阀30、第二二通阀14、第四二通阀29、第三二通阀28和第一减压阀32、第二减压阀33。

2、打开控温预热器开关，温度调至35℃，打开第一平流泵13和第二平流泵19开关，流速调至0.1ml/min，每隔3-5天从第一取气口24用注射器抽取一定量的气体用于气体组分的测试，实验装置持续60-90天后，反应结束，从第二取气口37用集气袋或排水法收集顶空容器内剩余气体，用于气体组分和甲烷碳氢同位素组成测试。

3、实验结束后依次关闭控温预热器1、第一平流泵13和第二平流泵19开关电源开关，按照组装实验仪器的步骤，依次拆卸各实验配件，清洗干净后，用于下一次的实验。

综上所述，本实用新型通过温控生物气反应系统、进样循环系统、第一排气厌氧系统、储气循环系统和第二排气厌氧系统组成的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，通过器具灭菌处理、匹配装置、装置安装、启动装置、收集气体和检测气体六个步骤，模拟地层原位微生物降解时的温度和水动力条件；通过控温预热器提供地层反应温度；通过平流泵提供不同水动力流速。生物反应罐体可放直径为42cm的岩心样品，也可以放置块状样品或粉末状样品，样品适用范围更广。本实用新型操作方法简单，经济成本低，而且模拟结果更接近地层实际情况。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。

以上所述，近视本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，二十要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：包括温控生物气反应系统、进样循环系统、第一排气厌氧系统、储气循环系统和第二排气厌氧系统；所述的温控生物气反应系统输入端与进样循环系统的输出端连接，进样循环系统的输入端与储气循环系统的输出端连接，储气循环系统的输入端与温控生物气反应系统的输出端连接，所述的第一排气厌氧系统连接在进样循环系统的输入管路上，所述的第二排气厌氧系统与储气循环系统连接。

2.如权利要求1所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的温控生物气反应系统至少包括反应罐体(2)，所述的反应罐体(2)的外侧壁上连接有可分离的控温预热器(1)，反应罐体(2)的输入端连接有可拆卸的密封盖(3)，密封盖(3)上开有进液/气口(5)，进液/气口(5)连接有第一过滤片(6)，温控生物气反应系统通过其进液/气口(5)与进样循环系统连接；反应罐体(2)的输入端的端口连接有密封垫圈(4)；反应罐体(2)的输出端的上部开有出液/气口(7)，出液/气口(7)连接有第二过滤片(8)；反应罐体(2)的输出端的下部开有排液口(9)，排液口(9)上连接第一二通阀(10)；温控生物气反应系统通过其出液/气口(7)与储气循环系统连接。

3.如权利要求2所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的控温预热器(1)包括加热装置、温度传感器、温度显示表和温度控制系统，所述的加热装置连接在反应罐体(2)外侧壁上，加热装置与温度传感器连接，温度传感器与温度显示表连接，温度传感器与温度控制系统连接。

4.如权利要求3所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的加热装置为多组铜线圈组成，铜线圈均匀包裹在反应罐体(2)外侧壁上。

5.如权利要求1所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的进样循环系统包括第一连接导管(11)、第一顶空容器(12)、第一平流泵(13)和第二二通阀(14)；所述的第一连接导管(11)的一端与温控生物气反应系统连接，第一连接导管(11)的另一端从第一顶空容器(12)上表面延伸至第一顶空容器(12)内；第一连接导管(11)上开有第一排气口(23)，第一排气口(23)连接有第二二通阀(14)，第一排气口(23)下方的第一连接导管(11)上连接有第一平流泵(13)。

6.如权利要求1所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的第一排气厌氧系统包括第一高纯惰性气体瓶(15)、第一二通阀(28)、第一减压阀(32)和第二连接导管(16)，所述的第二连接导管(16)的一端通过第一二通阀(28)与进样循环系统连接，第二连接导管(16)的另一端通过第一减压阀(32)与第一高纯惰性气体瓶(15)连接。

7.如权利要求1所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的第二排气厌氧系统包括第二高纯惰性气体瓶(34)、第四二通阀(29)、第二减压阀(33)和第六连接导管(35)；所述的第六连接导管(35)的一端通过第二减压阀(33)与第二高纯惰性气体瓶(34)连接，第六连接导管(35)的另一端通过第四二通阀(29)与储气循环系统连接。

8.如权利要求1所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的储气循环系统包括第二顶空容器(17)、压力表(18)、第二平流泵(19)、第三连接导管(20)、第四连接导管(21)、第五连接导管(22)、第五二通阀(30)、三通阀(31)和第六二通阀(36)；所述的第二顶空容器(17)下部连接第五连接导管(22)的一端，第五连接导管(22)的另一端通过第二平流泵(19)与第三连接导管(20)的一端连接，第三连接导管(20)的另一端与进样循环系统连接，在第三连接导管(20)上开有第二排气口(27)，第二排气口(27)连接有第五二通阀(30)；第四连接导管(21)的下端穿过第二顶空容器(17)的上表面延伸至第二顶空容器(17)内，第四连接导管(21)的上端与温控生物气反应系统连接；第二顶空容器(17)的上表面通过第六二通阀(36)连接有压力表(18)，第二顶空容器(17)的上表面还开有三通阀(31)控制的第一取气口(24)，第二取气口(37)。

9.如权利要求1所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的温控生物气反应系统至少包括反应罐体(2)，所述的反应罐体(2)的外侧壁上连接有可分离的控温预热器(1)，反应罐体(2)的输入端连接有可拆卸的密封盖(3)，密封盖(3)上开有进液/气口(5)，进液/气口(5)连接有第一过滤片(6)，温控生物气反应系统通过其进液/气口(5)与进样循环系统连接；反应罐体(2)的输入端的端口连接有密封垫圈(4)；反应罐体(2)的输出端的上部开有出液/气口(7)，出液/气口(7)连接有第二过滤片(8)；反应罐体(2)的输出端的下部开有排液口(9)，排液口(9)上连接第一二通阀(10)；温控生物气反应系统通过其出液/气口(7)与储气循环系统连接；所述的控温预热器(1)包括加热装置、温度传感器、温度显示表和温度控制系统，所述的加热装置连接在反应罐体(2)外侧壁上，加热装置与温度传感器连接，温度传感器与温度显示表连接，温度传感器与温度控制系统连接；所述的加热装置为多组铜线圈组成，铜线圈均匀包裹在反应罐体(2)外侧壁上；所述的进样循环系统包括第一连接导管(11)、第一顶空容器(12)、第一平流泵(13)和第二二通阀(14)；所述的第一连接导管(11)的一端与温控生物气反应系统中密封盖(3)上所开的进液/气口(5)连接，第一连接导管(11)的另一端从第一顶空容器(12)上表面延伸至第一顶空容器(12)内；第一连接导管(11)上开有第一排气口(23)，第一排气口(23)连接有第二二通阀(14)，第一排气口(23)下方的第一连接导管(11)上连接有第一平流泵(13)；所述的第一排气厌氧系统包括第一高纯惰性气体瓶(15)、第一二通阀(28)、第一减压阀(32)和第二连接导管(16)，所述的第二连接导管(16)的一端通过第一二通阀(28)连接在进样循环系统的第一连接导管(11)上第一排气口(23)的下端，第二连接导管(16)的另一端通过第一减压阀(32)与第一高纯惰性气体瓶(15)连接；所述的第二排气厌氧系统包括第二高纯惰性气体瓶(34)、第四二通阀(29)、第二减压阀(33)和第六连接导管(35)；所述的第六连接导管(35)的一端通过第二减压阀(33)与第二高纯惰性气体瓶(34)连接，第六连接导管(35)的另一端通过第四二通阀(29)与储气循环系统连接；所述的储气循环系统包括第二顶空容器(17)、压力表(18)、第二平流泵(19)、第三连接导管(20)、第四连接导管(21)、第五连接导管(22)、第五二通阀(30)、三通阀(31)和第六二通阀(36)；所述的第二顶空容器(17)下部连接第五连接导管(22)的一端，第五连接导管(22)的另一端通过第二平流泵(19)与第三连接导管(20)的一端连接，第三连接导管(20)的另一端与进样循环系统的第一顶空容器(12)连接，在第三连接导管(20)上开有第二排气口(27)，第二排气口(27)连接有第五二通阀(30)；第四连接导管(21)的下端穿过第二顶空容器(17)的上表面延伸至第二顶空容器(17)内，第四连接导管(21)的上端与温控生物气反应系统中的出液/气口(7)连接；第二顶空容器(17)的上表面通过第六二通阀(36)连接有压力表(18)，第二顶空容器(17)的上表面还开有三通阀(31)控制的第一取气口(24)，第二取气口(37)；第二顶空容器(17)上表面还连接有第二排气厌氧系统中的第六连接导管(35)。