CN213516736U

CN213516736U - 竞争吸附实验装置

Info

Publication number: CN213516736U
Application number: CN202022050333.9U
Authority: CN
Inventors: 唐玄; 孔祥飞; 张金川; 刘飏
Original assignee: China University of Geosciences Beijing
Current assignee: China University of Geosciences Beijing
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2030-09-17

Abstract

本实用新型提供了一种竞争吸附实验装置，属于吸附实验技术领域，包括放置箱、储液罐、真空泵、监测收集单元，放置箱内设有样品罐，样品罐上设有若干通孔，样品罐用于放置样品；储液罐不少于两个，储液罐通过控制阀与放置箱相连通，储液罐用于存放样品吸附的物质；真空泵用于对放置箱进行抽真空、储液罐内物质在气压作用下进人放置箱与样品吸附；监测收集单元用于监测样品罐重量并进行记录。本实用新型提供的竞争吸附实验装置，可仅仅进行单相吸附实验，也可进行多相竞争吸附实验，从而可以通过单向吸附实验数据与多相吸附实验数据进行对比、对多相竞争吸附情况进行一定分析。

Description

竞争吸附实验装置

技术领域

本实用新型属于吸附实验装置技术领域，更具体地说，是涉及一种竞争吸附实验装置。

背景技术

页岩组成复杂，强烈的非均质性导致流体的选择性吸附和聚集。页岩储层微纳米孔隙发育，强毛管力会引起明显的自发渗吸效应。页岩油气的成藏过程既包括地层温压条件下的自发渗吸过程，也包括在外加压力及生烃超压下油气扩散和渗流过程；而在页岩油气开发过程中，则涉及水相、二氧化碳气体及其复合流体驱替油气的过程，涉及到多相流体之间的扩散、吸附、解吸和置换等过程。因此，页岩中多相流体的渗吸和竞争吸附机制是页岩油气勘探和开发中面临的基本地质和油藏物理问题。但目前的实验设备和方法都是针对单相流体进行，不能同时满足多相、多组分流体渗吸行为研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种竞争吸附实验装置，旨在解决目前的实验设备和方法都是针对单相流体进行，不能同时满足多相、多组分流体渗吸行为研究的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种竞争吸附实验装置，包括放置箱、储液罐、真空泵、监测收集单元，放置箱内设有样品罐，样品罐上设有若干通孔，样品罐用于放置样品；储液罐不少于两个，储液罐通过控制阀与放置箱相连通，储液罐用于存放样品吸附的物质；真空泵用于对放置箱进行抽真空、储液罐内物质在气压作用下进人放置箱与样品吸附；监测收集单元用于监测样品罐重量并进行记录。

作为本申请另一实施例，还包括恒温箱,放置箱、储液罐设于恒温箱中。

作为本申请另一实施例，监测收集单元通过电子秤对样品罐进行称重。

作为本申请另一实施例，电子秤为吊秤，样品罐吊设于吊秤上。

作为本申请另一实施例，通孔分布于样品罐的侧面与底面。

作为本申请另一实施例，监测收集单元通过测温仪对放置箱温度进行监测，通过测压仪对放置箱压强进行监测。

作为本申请另一实施例，放置箱、样品罐、储液罐及恒温箱均为透明体。

作为本申请另一实施例，放置箱包括箱体和箱门，箱体上设有开口；箱门转动设于箱体上，用于密封开口，箱门的中部设有凸起的插板，插板与开口相匹配，插板插入开口。

作为本申请另一实施例，箱体上、围绕所述开口边缘铺设有第一密封条，第一密封条与箱门接触。

作为本申请另一实施例，开口的侧壁上均铺设有第二密封条，开口通过第二密封条与插板接触。

本实用新型提供的竞争吸附实验装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型竞争吸附实验装置，放置箱内设有样品罐，样品罐上设有若干通孔，样品罐用于放置样品；储液罐不少于两个，储液罐通过控制阀与放置箱相连通，储液罐用于存放样品吸附的物质；真空泵用于对放置箱进行抽真空、储液罐内物质在气压作用下进人放置箱与样品吸附；监测收集单元用于监测样品罐重量并进行记录。应用本实施例中的装置，可仅仅进行单相吸附实验，也可进行多相竞争吸附实验，从而可以通过单向吸附实验数据与多相吸附实验数据进行对比、对多相竞争吸附情况进行一定分析。实验时，先通过真空泵将放置箱抽真空。因样品罐设置通孔及设置控制阀，通过控制与储液罐相连的控制阀的开闭，选择不同的物质自吸入放置箱，物质通过样品罐的通孔与样品进行吸附，同时根据研究需要记录数据。本实用新型可用于多组分吸附的研究，更方便对页岩等的研究与分析。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本实用新型实施例提供的竞争吸附实验装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所采用的放置箱的立体结构示意图。

图中：1、真空泵；3、电子秤；4、测温仪；5、测压仪；6、处理器；7、第一储液罐；8、第一导管；9、第一控制阀；10、第二控制阀；11、第二导管；12、恒温箱；13、第二储液罐；14、放置箱；15、样品罐；16、箱门；19、插板；20、第一密封条；21、第二密封条。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1，现对本实用新型提供的竞争吸附实验装置进行说明。所述竞争吸附实验装置，包括放置箱14、储液罐、真空泵1、监测收集单元，放置箱14内设有样品罐15，样品罐15上设有若干通孔，样品罐15用于放置样品；储液罐不少于两个，储液罐通过控制阀与放置箱14相连通，储液罐用于存放样品吸附的物质；真空泵1用于对放置箱14进行抽真空、储液罐内物质在气压作用下进人放置箱14与样品吸附；监测收集单元用于监测样品罐15重量并进行记录。

本实用新型提供的竞争吸附实验装置，与现有技术相比，放置箱14内设有样品罐15，样品罐15上设有若干通孔，样品罐15用于放置样品；储液罐不少于两个，储液罐通过控制阀与放置箱14相连通，储液罐用于存放样品吸附的物质；真空泵1用于对放置箱14进行抽真空、储液罐内物质在气压作用下进人放置箱14与样品吸附；监测收集单元用于监测样品罐15重量并进行记录。应用本实施例中的装置，可仅仅进行单相吸附实验，也可进行多相竞争吸附实验，从而可以通过单向吸附实验数据与多相吸附实验数据进行对比、对多相竞争吸附情况进行一定分析。实验时，先通过真空泵1将放置箱14抽真空。因样品罐15设置通孔及设置控制阀，通过控制与储液罐相连的控制阀的开闭，选择不同的物质自吸入放置箱14，物质通过样品罐15的通孔与样品进行吸附，同时根据研究需要记录数据。本实用新型可用于多组分吸附的研究，更方便对页岩等的研究与分析。

本实施例中，若储液罐中可存放气体、液体。液体可在气压作用下进人放置箱14内进行吸附。

本实施例中，检测收集单元设有处理器6，对信息进行收集处理。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，还包括恒温箱12,放置箱14、储液罐设于恒温箱12中。

本实施例中，若储液罐中为液体，通过恒温箱12将液体汽化后，通过压强作用进人放置箱14。本实施例中通孔为微小孔，样品无法从微小孔漏出，优选的微小孔直径小于等于0.05mm。利用蒸汽分子更容易进入小-微孔的特点，若储液罐内物质为液体、需要通过恒温箱12控制温度将液体汽化，从而储液罐内物质可通过通孔于样品充分接触，使得吸附更加快速、充分，节约实验时间。

本实施例中，储液罐为两个，两个储液罐分别为第一储液罐7和第二储液罐13，第一储液罐7通过第一控制阀9与放置箱14相连通，第二储液罐13通过第二控制阀10与放置箱14相连通。以水-烃蒸汽竞争吸附试验为例，第一储液罐7中存放液体水，第二储液罐13中存放烃，样品罐15放置样本，然后可进行三组实验。

第一组实验步骤如下：

步骤1，打开真空泵1对放置箱14抽真空，记录样品罐15中的样品质量m；

步骤2，打开第一控制阀9及恒温箱12，控制恒温箱12的温度，使得第一储液罐7中的水汽化；

步骤3，连续记录电子秤3的数值，直至数值不变，记录样品增加的质量m1；

步骤4，关闭第一控制阀9、恒温箱12。

第二组实验步骤如下：

步骤1，样品罐15中放置于第一组实验质量相同的样品，打开真空泵1对放置箱14抽真空；

步骤2，打开第二控制阀10及恒温箱12，控制恒温箱12的温度，使得第二储液罐13中的烃汽化；

步骤3，连续记录电子秤3的数值，直至数值不变，记录样品增加的质量m₂；

步骤4，关闭第二控制阀10、恒温箱12。

第三组实验步骤如下：

步骤2，打开第二控制阀10、第一控制阀9及恒温箱12，控制恒温箱12的温度，使得第二储液罐13中的烃汽化、第一储液罐7中的水汽化；

步骤3，连续记录电子秤3的数值，直至数值不变，记录样品增加的质量m₃；

步骤4，关闭第二控制阀10、第一控制阀9、恒温箱12。

最后分析m₁、m₂以及m₃中水与烃的比例，得到样品对两相流体的吸附量。

本实施例中，可以对不同物质进行实验，也可其中一个储液罐中放置液体，另一个储液罐中放置气体。

本实施例中，第一控制阀9连接有第一导管8，第二控制阀10连接有第二导管11，第一导管8与第二导管11伸入所述放置箱14。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，监测收集单元通过电子秤3对样品罐15进行称重。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，电子秤3为吊秤，样品罐15吊设于吊秤上。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，通孔分布于样品罐15的侧面与底面。

本实施例中，样品罐15通过吊装的方式方便拿取，同时悬吊的方式，在样品罐15的侧壁和底面均设有通孔，使得吸收更加充分。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，监测收集单元通过测温仪4对放置箱14温度进行监测，通过测压仪5对放置箱14压强进行监测。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图1，放置箱14、样品罐15、储液罐及恒温箱12均为透明体。

本实施例中，放置箱14、样品罐15、储液罐及恒温箱12均为透明体方便对实验进行观察。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，放置箱14包括箱体和箱门16，箱体上设有开口；箱门16转动设于箱体上，用于密封开口，箱门16的中部设有凸起的插板19，插板19与开口相匹配，插板19插入开口。

本实施例中，箱门16转动设于箱体上，箱门16中部设有凸起的插板19，因插板19凸起插入开口，箱门16内壁与箱体外壁贴合，从而密封性更好。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，箱体上、围绕开口边缘铺设有第一密封条20，第一密封条20与箱门16接触。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，开口的侧壁上均铺设有第二密封条21，开口通过所述第二密封条21与插板19接触。

本实施例中，在开口侧的侧壁上设置第二密封条21，箱体外壁上，围绕开口设置第一密封条20，当插板19插入开口，第二密封条21挤压插板19，使得密封性更好。当箱门16闭合时，箱门16与第一密封条20贴合，密封性更好。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，箱体内埋设有电磁铁，箱门16上对应埋设磁铁，箱门16通过电磁铁通电与磁铁吸附实现封闭开口。

本实施例中，设置电磁铁，通过通电设置吸力，从而能够将箱门16吸紧，压紧第一密封条20，从而保证良好的密封性。因放置箱14要经常开闭更换样品，从而放置箱14的密封性好，使得装置的使用寿命更长，实验结果更加精确。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.竞争吸附实验装置，其特征在于，包括：

放置箱，所述放置箱内设有样品罐，所述样品罐上设有若干通孔，所述样品罐用于放置样品；

储液罐，不少于两个，所述储液罐通过控制阀与所述放置箱相连通，所述储液罐用于存放样品吸附的物质；

真空泵，用于对所述放置箱进行抽真空、所述储液罐内物质在气压作用下进人所述放置箱与所述样品吸附；以及

监测收集单元，用于监测样品罐重量并进行记录。

2.如权利要求1所述的竞争吸附实验装置，其特征在于，还包括恒温箱,所述放置箱、储液罐设于所述恒温箱中。

3.如权利要求2所述的竞争吸附实验装置，其特征在于，所述监测收集单元通过电子秤对所述样品罐进行称重。

4.如权利要求3所述的竞争吸附实验装置，其特征在于，所述电子秤为吊秤，所述样品罐吊设于所述吊秤上。

5.如权利要求4所述的竞争吸附实验装置，其特征在于，所述通孔分布于所述样品罐的侧面与底面。

6.如权利要求1所述的竞争吸附实验装置，其特征在于，所述监测收集单元通过测温仪对放置箱温度进行监测，通过测压仪对放置箱压强进行监测。

7.如权利要求1所述的竞争吸附实验装置，其特征在于，所述放置箱、样品罐、储液罐及恒温箱均为透明体。

8.如权利要求1所述的竞争吸附实验装置，其特征在于，所述放置箱包括：

箱体，所述箱体上设有开口；

箱门，转动设于所述箱体上，用于密封所述开口，所述箱门的中部设有凸起的插板，所述插板与所述开口相匹配，所述插板插入所述开口。

9.如权利要求8所述的竞争吸附实验装置，其特征在于，所述箱体上、围绕所述开口边缘铺设有第一密封条，所述第一密封条与所述箱门接触。

10.如权利要求9所述的竞争吸附实验装置，其特征在于，所述开口的侧壁上均铺设有第二密封条，所述开口通过所述第二密封条与所述插板接触。