RU2697421C1 - Integrated gas-proof measuring device for gas content measurement - Google Patents

Integrated gas-proof measuring device for gas content measurement Download PDF

Info

Publication number
RU2697421C1
RU2697421C1 RU2018136478A RU2018136478A RU2697421C1 RU 2697421 C1 RU2697421 C1 RU 2697421C1 RU 2018136478 A RU2018136478 A RU 2018136478A RU 2018136478 A RU2018136478 A RU 2018136478A RU 2697421 C1 RU2697421 C1 RU 2697421C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
pressure
crushing
temperature
crushing tank
Prior art date
Application number
RU2018136478A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сяолян Вей
Вей Данг
Цянь Чэнь
Цзиньчуань Чжан
Original Assignee
Китайский университет геонаук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Китайский университет геонаук filed Critical Китайский университет геонаук
Application granted granted Critical
Publication of RU2697421C1 publication Critical patent/RU2697421C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24Earth materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N7/00Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour
    • G01N7/14Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour by allowing the material to emit a gas or vapour, e.g. water vapour, and measuring a pressure or volume difference
    • G01N7/16Analysing materials by measuring the pressure or volume of a gas or vapour by allowing the material to emit a gas or vapour, e.g. water vapour, and measuring a pressure or volume difference by heating the material

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.SUBSTANCE: invention relates to measurement of gas content, in particular to an integrated gas-proof instrument for measuring gas content, based on the principle of temperature and excess pressure and use thereof. Invention is designed to measure gas volume in analysed sample of rock (core or sludge), based on recovery of temperature and pressure, similar to initial medium of extracted sample. Purpose of the present invention is creation of an integrated full-scale airtight meter of gas content, based on the principle of return of heat pressure, which can accurately obtain content of gas in non-traditional natural gas, such as shales, coal rock and dense sandstone. Another object of the present invention is to develop an integrated airtight meter for measuring gas content based on the principle of rewind of warm pressure.EFFECT: higher accuracy of obtained data is provided.10 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области измерения содержания газа, в частности к интегрированному газонепроницаемому измерительному прибору для измерения содержания газа, основанному на принципе восстановления температуры и давления и его применение.The invention relates to the field of measuring gas content, in particular to an integrated gas-tight measuring device for measuring gas content, based on the principle of temperature and pressure recovery and its application.

С непрекращающимся развитием нетрадиционных нефтяных и газовых месторождений сланцевый газ стал глобальной энергетической точкой. Газосодержание является прямым выражением существования ресурсов сланцевого газа и имеет значение для экономического развития. Оно связано с оценкой ресурсов, благоприятными условиями, анализом месторождения, разработкой и проектированием, прогнозом производственных мощностей и экономической оценкой. Поэтому необходимым параметром ресурсов сланцевого газа является производственная мощность резервов. Таким образом, поиск содержания газа в сланце является важнейшей текущей задачей.With the ongoing development of unconventional oil and gas fields, shale gas has become a global energy point. Gas content is a direct expression of the existence of shale gas resources and is important for economic development. It is associated with resource assessment, favorable conditions, field analysis, development and design, production capacity forecast and economic assessment. Therefore, the necessary parameter of shale gas resources is the production capacity of reserves. Thus, the search for the gas content in the shale is the most important current task.

В настоящее время экспериментальные методы испытаний на содержание газа в сланцевом газе в основном включают два метода: изотермическая адсорбция и десорбция на месте. Метод изотермической адсорбции в основном измеряет максимальную адсорбционную способность сланца, а метод десорбции на месте собирает и измеряет десорбционный газ керна на месте бурения, однако до и после десорбционной работы часть газа теряется во время извлечения керна, а другая часть газа (остаточный газ) все еще сохраняется в керне и не может быть десорбирована. Два газа не могут пройти метод десорбции совместно.Currently, experimental methods for testing the gas content in shale gas mainly include two methods: isothermal adsorption and in-place desorption. The isothermal adsorption method mainly measures the maximum adsorption capacity of shale, and the in-place desorption method collects and measures the core desorption gas at the drilling site, however, before and after desorption work, part of the gas is lost during core extraction and the other part of the gas (residual gas) is still stored in the core and cannot be desorbed. Two gases cannot pass the desorption method together.

При этом уже существуют некоторые методы, которые были предложены для использования в сочетании с десорбцией для количественного измерения этих двух газов. Например, метод CBM-USBM для расчета потери газа предполагает разделение образца в лаборатории для измерения количества остаточного газа. However, there are already some methods that have been proposed for use in combination with desorption for the quantitative measurement of these two gases. For example, the CBM-USBM method for calculating gas loss involves separating a sample in a laboratory to measure the amount of residual gas.

Недостатками существующих методов и применяемого к ним оборудования являются:The disadvantages of existing methods and the equipment applied to them are:

1) Существующее испытательное оборудование на рынке в основном основано на оборудовании для испытаний на содержание газа в угольном пласте. Такое оборудование в основном применимо к другим нетрадиционным месторождениям природного газа, таким как сланцевый газ и газ плотного песчаника. Но несмотря на то, что оборудование было улучшено, оно обладает низкой точностью измерения. 1) The existing test equipment on the market is mainly based on equipment for testing the gas content in the coal seam. Such equipment is mainly applicable to other unconventional natural gas fields, such as shale gas and dense sandstone gas. But despite the fact that the equipment has been improved, it has a low measurement accuracy.

2) В настоящее время потеря газа получается в основном за счет теоретической регрессии кривой десорбции, полученной при десорбции на месте. На результаты такого измерения влияют скорость десорбции, нагрев, временной интервал десорбции и метод теоретической регрессии. При этом теоретическая регрессия почти исключает потери газа. Однако точные потери газа при использовании данного метода определить очень сложно, что приводит к низкой применимости результатов данного метода. 2) At present, gas loss is obtained mainly due to the theoretical regression of the desorption curve obtained during in-place desorption. The results of this measurement are affected by the desorption rate, heating, the desorption time interval, and the theoretical regression method. At the same time, theoretical regression almost eliminates gas loss. However, the exact loss of gas when using this method is very difficult to determine, which leads to low applicability of the results of this method.

3) Температура и давление являются двумя важными факторами, которые влияют на истинное содержание газа в образце в условиях пласта. В существующем процессе измерения содержания газа пренебрегают моделированием температуры пласта и давления пласта. В следствие чего результаты измерений не могут отразить истинное содержание газа в образце в условиях пласта.3) Temperature and pressure are two important factors that affect the true gas content of a sample in a formation. In the existing gas measurement process, modeling of formation temperature and formation pressure is neglected. As a result, the measurement results cannot reflect the true gas content in the sample under formation conditions.

4) В существующем процессе измерения содержания газа объем десорбированного и остаточного газа измеряют с помощью различного экспериментального оборудования и методов, которые являются двумя независимыми процессами. Так же, в данном случае невозможно обеспечить полной воздухонепроницаемости в процессе измерения, что означает неизбежность смешивания воздуха или газовой дисперсии, вызванной заменой экспериментального оборудования в процессе измерения, приводящее к ошибке эксперимента. 4) In the existing gas content measurement process, the volume of stripped and residual gas is measured using various experimental equipment and methods, which are two independent processes. Also, in this case it is impossible to ensure complete air tightness during the measurement process, which means the inevitability of mixing air or gas dispersion caused by the replacement of experimental equipment during the measurement, leading to an experimental error.

5) Процесс работы на существующем на рынке испытательном оборудовании относительно трудоемкий. Более того экспериментальное оборудование, необходимое для разных фаз испытаний, также различно. Слабая интеграция между различными устройствами создает дополнительные сложности. Решение данного вопроса требует немалых трудовых и материальных ресурсов.5) The process of working on existing test equipment on the market is relatively labor intensive. Moreover, the experimental equipment required for different phases of testing is also different. Weak integration between different devices creates additional difficulties. The solution of this issue requires considerable labor and material resources.

Можно видеть, что, хотя существуют различные методы измерения нетрадиционного природного газа, все еще имеются дефекты и неудобства в точности измерений, экспериментальном оборудовании и методах, особенно при точном измерении объема потерянного и остаточного газа. В то же время его необходимо анализировать и рассматривать целевым образом для дальнейшего его улучшения. Таким образом, необходимо создать измерительное устройство и метод измерения, который прост в эксплуатации и может точно измерять содержание газа, является важной темой исследования в нетрадиционных месторождениях природного газа.You can see that, although there are various methods for measuring unconventional natural gas, there are still defects and inconveniences in the accuracy of measurements, experimental equipment and methods, especially when accurately measuring the volume of lost and residual gas. At the same time, it must be analyzed and considered in a targeted manner for its further improvement. Thus, it is necessary to create a measuring device and a measurement method that is easy to operate and can accurately measure the gas content, is an important research topic in unconventional natural gas fields.

Краткое описание изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Целью настоящего изобретения является создание интегрированного полномасштабного воздухонепроницаемого измерителя содержания газа, основанного на принципе восстановления температуры и давления пласта, который может точно получать содержание газа в нетрадиционных месторождениях природного газа, таких как сланцы, уголь и плотный песчаник.An object of the present invention is to provide an integrated, full-scale, airtight gas content meter based on the principle of restoring temperature and formation pressure, which can accurately obtain the gas content in unconventional natural gas fields such as shale, coal, and dense sandstone.

Другой целью настоящего изобретения является создание интегрированного воздухонепроницаемого измерительного прибора для измерения содержания газа, основанного на принципе восстановления температуры и давления.Another objective of the present invention is to provide an integrated airtight measuring device for measuring gas content, based on the principle of restoring temperature and pressure.

Для достижения вышеуказанной цели в настоящем изобретении используются следующие технические решения:To achieve the above objectives in the present invention uses the following technical solutions:

Изобретение обеспечивает интегрированный газонепроницаемый измерительный прибор для измерения содержания газа, основанный на принципе восстановления температуры и давления, который используется для измерения содержания газа в образце горной породы резервуара. Измерительный прибор включает в себя следующие системы:The invention provides an integrated gas-tight measuring device for measuring gas content, based on the principle of temperature and pressure recovery, which is used to measure the gas content in a reservoir rock sample. The measuring device includes the following systems:

1. Дробильная воздухонепроницаемая система, предназначенная для измельчения образца горной породы;1. An airtight crushing system designed to grind a rock sample;

2. Система давления, используемая для моделирования пластового давления посредством впрыскивания метанового газа высокого давления в систему исследуемых образцов;2. The pressure system used to simulate reservoir pressure by injecting high-pressure methane gas into the system of test samples;

3. Система нагрева, включающая нагревательный элемент, выполняющий функцию нагрева образца горной породы с целью имитации температуры пласта;3. The heating system, including a heating element that performs the function of heating a rock sample in order to simulate the temperature of the formation;

4. Система сбора и измерения газа, предназначенная для получения данных о газе образца горной породы и объеме остаточного газа измельченного образца горной породы;4. A gas collection and measurement system designed to obtain data on the gas of a rock sample and the volume of residual gas of a crushed rock sample;

5. Вакуумная система, используемая с целью создания герметичной вакуумной среды в дробильной системе образцов.5. A vacuum system used to create a sealed vacuum medium in a sample crushing system.

Дробильная система состоит из дробильного резервуара, представляющего собой цилиндрическую емкость, где дробление породы образца происходит посредством воздействия шаровой мельницы – металлических шариков различного диаметра.The crushing system consists of a crushing tank, which is a cylindrical tank, where the sample is crushed by a ball mill - metal balls of various diameters.

Система перемешивания включает в себя перемешивающий элемент, вращающийся вал и систему передачи для управления вращением вращающегося вала. Один конец вращающегося вала соединен с системой передачи, а другой конец вращающегося вала неподвижно соединен с перемешивающим элементом. The mixing system includes a mixing element, a rotating shaft and a transmission system for controlling the rotation of the rotating shaft. One end of the rotating shaft is connected to the transmission system, and the other end of the rotating shaft is fixedly connected to the mixing element.

Кроме того, система передачи представляет собой бесконтактную систему передачи крутящего момента. Соответственно, вал вращения представляет собой магнитный вал. Бесконтактная система передачи крутящего момента включает в себя трансмиссионную муфту и двигатель для управления магнитным валом. Так же используется векторный преобразователь для управления двигателем.In addition, the transmission system is a non-contact torque transmission system. Accordingly, the rotation shaft is a magnetic shaft. The non-contact torque transmission system includes a transmission clutch and a motor for controlling the magnetic shaft. A vector converter is also used to control the engine.

Кроме того, внешние части двигателя, магнитный вращающийся вал и магнитная приводная муфта соответственно закрыты герметичными оболочками, соединенными друг с другом. Соединительная часть корпуса и дробящего резервуара герметизирована и соединена.In addition, the outer parts of the engine, the magnetic rotating shaft and the magnetic drive coupling are respectively closed by sealed enclosures connected to each other. The connecting part of the housing and the crushing tank is sealed and connected.

Кроме того, система повышения давления включает в себя баллон с метановым газом высокого давления и газовый вспомогательный насос, соединенный с баллоном метанового газа высокого давления. Метановый газ вводится в дробильный резервуар через газовый дожимный насос;In addition, the pressure boosting system includes a high pressure methane gas cylinder and a gas auxiliary pump connected to the high pressure methane gas cylinder. Methane gas is introduced into the crushing tank through a gas booster pump;

Кроме того, насос для повышения давления газа включает в себя клапан регулирования давления для впрыска метанового газа в дробящий резервуар. В соответствии с заданной скоростью форсирования, клапан регулирует давление для имитации пластового давления. In addition, the pump for increasing gas pressure includes a pressure control valve for injecting methane gas into the crushing tank. According to the set boost speed, the valve adjusts the pressure to simulate reservoir pressure.

Кроме того, система сбора и дозирования газа включает в себя емкости разных спецификаций для сбора газа, а выходное отверстие для воздуха и односторонний клапан, предусмотренные на выпускном отверстии для воздуха, расположены на дробильном баке, а выходное отверстие для сбора газа и выходное отверстие для выпуска газа расположены в емкости для сбора газа.In addition, the gas collection and metering system includes containers of different specifications for collecting gas, and the air outlet and one-way valve provided on the air outlet are located on the crusher tank, and the gas outlet and gas outlet gas located in the tank for collecting gas.

Кроме того, вакуумная система включает в себя вакуумную машину, газовый баллон с гелием и эталонную камеру. Вакуумная машина соединена с эталонной камерой и дробильным резервуаром через двухходовой клапан. Эталонная камера и газовая баллон с гелием используются для определения степени градуировки и расчета вакуума. In addition, the vacuum system includes a vacuum machine, a gas cylinder with helium and a reference chamber. The vacuum machine is connected to the reference chamber and the crushing tank through a two-way valve. A reference chamber and a gas cylinder with helium are used to determine the degree of calibration and the calculation of vacuum.

Кроме того, измеритель дополнительно включает в себя передаточную систему для переноса дробильного резервуара, причем система передачи предназначена для перемещения дробильного резервуара в систему нагрева для увеличения температуры внутри него.In addition, the meter further includes a transfer system for transferring the crushing tank, the transfer system is designed to move the crushing tank to the heating system to increase the temperature inside it.

Кроме того, система переноса представляет собой подъемную систему. Подъемная система включает вертикальный стержень и горизонтальный стержень для крепления дробильного резервуара, а вертикальный стержень снабжен передающей проволокой для перемещения горизонтального стержня вверх и вниз. Прут, нагревательный элемент высокотемпературной камеры, а дробильный резервуар входит и выходит из высокотемпературной камеры через подъемную систему.In addition, the transfer system is a lifting system. The lifting system includes a vertical rod and a horizontal rod for attaching the crushing tank, and the vertical rod is equipped with a transmission wire for moving the horizontal rod up and down. The rod, the heating element of the high-temperature chamber, and the crushing tank enters and leaves the high-temperature chamber through the lifting system.

Изобретение предназначено для измерения объема газа в исследуемом образце горной породы (керна или шлама), основанное на восстановлении температуры и давления, аналогично первоначальной среде добытого образца. The invention is intended to measure the volume of gas in the test sample of rock (core or sludge), based on the restoration of temperature and pressure, similar to the original environment of the extracted sample.

Измерительный прибор включает в себя следующие секции: The measuring device includes the following sections:

1. Секция дробления образца, используемая для измельчения горных пород в герметичной среде для получения остаточного объема газа образца. 1. The sample crushing section used for grinding rocks in an airtight environment to obtain a residual sample gas volume.

2. Секция моделирования пластового давления, где в систему образцов вводится метан высокого давления для моделирования пластового давления; 2. Section for modeling reservoir pressure, where high-pressure methane is introduced into the sample system to simulate reservoir pressure;

3. Секция нагрева, включающая нагревательные элементы, используемая для нагрева образцов, имитирующие температуру пласта; 3. A heating section, including heating elements, used to heat samples simulating the temperature of the formation;

4. Секция сбора и подсчета объемов газа, применяемая для сбора и измерения газа, выделяемого из образцов; 4. Section for the collection and calculation of gas volumes used to collect and measure the gas released from the samples;

5. Вакуумная секция, используемая для определения герметичности и создания вакуума в системе образца.5. The vacuum section used to determine the tightness and create a vacuum in the sample system.

Весь процесс измерения строго герметизирован и проводится в одном контейнере. Это позволяет избежать потери газа и теоретических разногласий, что значительно повышает точность эксперимента.The entire measurement process is strictly sealed and carried out in one container. This avoids the loss of gas and theoretical differences, which greatly improves the accuracy of the experiment.

2. Прибор для измерения объемов газа, основанный на принципе изменения температуры и давления по п.1, отличается тем, что секция, измельчающая образец, содержит дробильный резервуар для измельчения образца породы в дробильном резервуаре. 2. A device for measuring gas volumes, based on the principle of changing temperature and pressure according to claim 1, characterized in that the section grinding the sample contains a crushing tank for grinding a rock sample in a crushing tank.

Секция дробления образца содержит дробящий элемент, вращающийся вал и привод для управления вращением вращающегося вала. В системе один конец вращающегося вала соединен с передающей системой, а другой конец вращающегося вала входит в дробильный резервуар и неподвижно соединен с дробящим элементом. Вращающийся вал герметично соединен с дробящим баком. Передача крутящего момента осуществляется бесконтактным способом через магнитные силы. The sample crushing section comprises a crushing element, a rotating shaft and a drive for controlling the rotation of the rotating shaft. In the system, one end of the rotating shaft is connected to the transmission system, and the other end of the rotating shaft enters the crushing tank and is fixedly connected to the crushing element. The rotating shaft is hermetically connected to the crushing tank. The transmission of torque is carried out in a non-contact manner through magnetic forces.

Бесконтактная система передачи крутящего момента включает в себя трансмиссионную муфту для привода магнитного вала и двигателя, векторный преобразователь для соединения и управления двигателем. The non-contact torque transmission system includes a transmission clutch for driving the magnetic shaft and the motor, a vector converter for connecting and controlling the motor.

5. Интегрированный измерительный прибор для измерения количества газа, основанный на принципе изменения температуры и давления по п.2, отличается тем, что система моделирования давления состоит из баллона высокого давления наполненный метановым газом, бустерный насос, с помощью которого метановый газ из баллона высокого давления поступает в дробящий резервуар;5. The integrated measuring device for measuring the amount of gas, based on the principle of changing temperature and pressure according to claim 2, is characterized in that the pressure modeling system consists of a high-pressure tank filled with methane gas, a booster pump, with which methane gas from the high-pressure tank enters the crushing tank;

Насос для подачи газа включает в себя клапан регулирования давления для впрыска метанового газа в резервуар для дробления в соответствии с заданными параметрами, внутри цилиндра нагнетается давление, аналогичное пластовому давлению.The gas supply pump includes a pressure control valve for injecting methane gas into the crushing tank in accordance with the specified parameters, a pressure similar to the reservoir pressure is injected inside the cylinder.

6. Интегрированный измерительный прибор для измерения количества газа, основанный на принципе изменения температуры и давления по п.2, отличающийся тем, что система (секция) сбора и дозирования газа включает в себя емкость для сбора газа, а дробильный резервуар снабжен воздуховыпускным отверстием и односторонним клапаном. Емкость для сбора воздуха плотно соединена с выпускным отверстием для выхода воздуха.6. An integrated measuring device for measuring the amount of gas, based on the principle of changing temperature and pressure according to claim 2, characterized in that the gas collection and metering system (section) includes a gas collection tank, and the crushing tank is equipped with an air outlet and a one-way valve. The air collecting container is tightly connected to the air outlet.

7. Интегрированный измерительный прибор для измерения газонепроницаемого газа, основанный на принципе изменения температуры и давления по п.2, отличающийся тем, что вакуумная система содержит вакуумную машину, газовый баллон гелия и эталонную камеру. Вакуумная машина и эталонная камера подключается к дробильному резервуару через двухходовой клапан. Эталонная камера и гелиевый баллон используются для определения допустимости степени вакуума и расчета объема пор в дробящем резервуаре.7. An integrated measuring device for measuring gas-tight gas, based on the principle of temperature and pressure changes according to claim 2, characterized in that the vacuum system comprises a vacuum machine, a gas cylinder of helium and a reference chamber. The vacuum machine and the reference chamber are connected to the crushing tank through a two-way valve. A reference chamber and a helium balloon are used to determine the permissibility of the degree of vacuum and to calculate the pore volume in the crushing tank.

8. Интегрированный измерительный прибор для измерения полного объема газа, основанный на принципе изменения температуры и давления по любому из пп.2-7, отличающийся тем, что измерительный прибор дополнительно содержит передаточную систему для переноса дробильного резервуара, система переноса используется для перемещения дробильного резервуара в систему нагрева для увеличения температуры внутри него.8. An integrated measuring device for measuring the total gas volume, based on the principle of changing temperature and pressure according to any one of claims 2 to 7, characterized in that the measuring device further comprises a transfer system for transferring the crushing tank, the transfer system is used to move the crushing tank to heating system to increase the temperature inside it.

9. Интегрированный измерительный прибор для измерения полного объема газа, основанный на принципе изменения температуры и давления по п.8, отличающийся тем, что указанная система переноса является подъемной системой, причем упомянутая подъемная система содержит вертикальный стержень и фиксирующее устройство. Предусмотрен горизонтальный стержень дробильного резервуара, а на вертикальном стержне расположен шнек для передачи горизонтального стержня вверх и вниз;9. An integrated measuring device for measuring the total volume of gas, based on the principle of temperature and pressure changes according to claim 8, characterized in that said transport system is a lifting system, said lifting system comprising a vertical rod and a fixing device. A horizontal rod of the crushing tank is provided, and on the vertical rod there is a screw for transferring the horizontal rod up and down;

Нагревательный элемент представляет собой высокотемпературную камеру с регулируемой температурой, а дробильная камера входит и выходит из высокотемпературной камеры через подъемную систему.The heating element is a temperature-controlled, high-temperature chamber, and the crushing chamber enters and leaves the high-temperature chamber through a lifting system.

10. Применение встроенного измерительного прибора для измерения содержания воздуха в габаритах в полном объеме на основе принципа обратной и обратной температуры и давления по любому из пп.2-9, отличающийся тем, что встроенный полномасштабный газонепроницаемый измеритель содержания газа используется для измерения содержания газа горной породы. Применение изобретения включает в себя следующие этапы:10. The use of an integrated measuring device for measuring the air content in dimensions in full on the basis of the principle of reverse and reverse temperature and pressure according to any one of claims 2 to 9, characterized in that the integrated full-scale gas-tight gas content meter is used to measure rock gas content . The application of the invention includes the following steps:

1) Образцы твердых пород пласта добавляются в дробящий резервуар, а контроль герметичности и вакуумирование осуществляется через вакуумную систему до тех пор, пока вакуумные условия не будут полностью сформированы и стабильны в течение длительного периода времени;1) Samples of the hard rock of the formation are added to the crushing tank, and the tightness and vacuum control through the vacuum system until the vacuum conditions are fully formed and stable for a long period of time;

2) Через систему отопления дробильный резервуар запрограммирован на прогрев до температуры пласта и стабилизацию;2) Through the heating system, the crushing tank is programmed to warm up to the formation temperature and stabilize;

3) Впрыскивать метановый газ высокого давления в дробящий резервуар через систему повышения давления, чтобы давление в дробильном резервуаре достигало пластового давления и было стабильным;3) Inject high-pressure methane gas into the crushing tank through a pressure boosting system so that the pressure in the crushing tank reaches reservoir pressure and is stable;

4) Установите давление в дробильном резервуаре, скорость снижения температуры и время десорбции в соответствии со скоростью дробления керна образца и давлением бурового раствора, соберите и измерьте объем метана, выпускаемого из дробильного резервуара через систему сбора и измерения газа для всего объема дробящего резервуара. Значительное различие в скорости газового разряда между расширением газа и десорбцией газа в образце горной породы, соответственно, обеспечивало объем Q объема сжатого воздуха, содержащийся в полом объеме дробильного резервуара, и Q-потери газа породы образца;4) Set the pressure in the crushing tank, the rate of decrease in temperature and the desorption time in accordance with the speed of crushing the core of the sample and the pressure of the drilling fluid, collect and measure the volume of methane discharged from the crushing tank through the gas collection and measurement system for the entire volume of the crushing tank. A significant difference in the rate of gas discharge between gas expansion and gas desorption in the rock sample, respectively, provided the volume Q of the volume of compressed air contained in the hollow volume of the crushing tank, and the Q-loss of gas from the rock of the sample;

5) После завершения сбора газа, температура и давление в раздаточной емкости уменьшается до фактической температуры и давления предварительной десорбции на месте, метан в раздаточной емкости собирается и измеряется системой сбора до тех пор, пока не будет наблюдаться полного прекращения процесса десорбции газа. Будет получен Q- объем десорбции образцов горных пород;5) After the completion of gas collection, the temperature and pressure in the dispensing vessel decreases to the actual temperature and pre-stripping pressure in place, the methane in the dispensing tank is collected and measured by the collection system until the gas desorption process is completely stopped. The Q- volume of desorption of rock samples will be obtained;

6) Отсоедините систему сбора и измерения газа и запустите систему дробления образца, раздробите образец породы в дробильном резервуаре, снова нагрейте дробильный резервуар через систему подогрева и снова введите газ. Система сбора и измерения собирает и измеряет газ в резервуаре и получает объем остаточного газа Q образца горной породы; Сумма потерь объема газа Q, Q объема десорбированного газа и объем Q остаточного газа представляет собой общее содержание газа в образце горной породы.6) Disconnect the gas collection and measurement system and start the sample crushing system, crush the rock sample in the crushing tank, heat the crushing tank again through the heating system and re-introduce the gas. The collection and measurement system collects and measures the gas in the tank and receives the volume of residual gas Q of the rock sample; The sum of the losses in the gas volume Q, Q of the volume of the stripped gas and the volume Q of the residual gas represents the total gas content in the rock sample.

В другом аспекте предложено применение интегрированного измерительного прибора для измерения содержания воздуха в широком диапазоне, основанного на принципе восстановления температуры и давления, в котором встроенный полномасштабный газонепроницаемый измеритель содержания газа используется для измерения содержания газа в образцах горных пород, а так же предложен метод измерения, включающий следующие шаги:In another aspect, the use of an integrated measuring device for measuring air content in a wide range, based on the principle of temperature and pressure recovery, in which the built-in full-scale gas-tight gas meter is used to measure the gas content in rock samples, as well as a measurement method including next steps:

1) добавление в резервуар дробилки твердого образца горной породы и проведение воздухонепроницаемого контроля и вакуумирования через вакуумную систему;1) adding a solid rock sample to the crusher tank and conducting airtight control and evacuation through a vacuum system;

2) нагрев дробильного резервуара через систему нагрева до температуры резервуара;2) heating the crushing tank through the heating system to the temperature of the tank;

3) Впрыскивание метанового газа под высоким давлением в дробильный резервуар через систему повышения давления до давления в резервуаре;3) Injection of methane gas under high pressure into the crushing tank through a system of increasing pressure to a pressure in the tank;

4) Установление давления в дробильном резервуаре, скорость замедления температуры и время десорбции в соответствии со скоростью дробления керна и давлением бурового раствора, соберите и измерьте метан, получаемый из резервуара через систему сбора и измерения газа. Значительные различия в скорости газового разряда между расширением и десорбцией газа в образцах горных пород были получены, соответственно, количеством сжатого воздуха, содержащегося в полом объеме пространства Q дробильного резервуара и Q-потерей газа горной породы;4) Establishing pressure in the crushing tank, temperature deceleration rate and desorption time in accordance with core crushing speed and drilling fluid pressure, collect and measure methane received from the tank through the gas collection and measurement system. Significant differences in the rate of gas discharge between the expansion and desorption of gas in rock samples were obtained, respectively, by the amount of compressed air contained in the hollow volume of the space Q of the crushing tank and Q-loss of rock gas;

5) После завершения сбора газа, температура и давление в дробильном резервуаре снижаются до фактической температуры и давления десорбции на месте, метан в дробильном резервуаре собирается и измеряется системой сбора и дозирования газа до тех пор, пока не будет наблюдаться полне прекращение процесса десорбции газа. Получен Q-объем десорбции образцов горных пород;5) After the completion of gas collection, the temperature and pressure in the crushing tank decrease to the actual temperature and desorption pressure in place, the methane in the crushing tank is collected and measured by the gas collection and metering system until the gas desorption process is completely stopped. The Q-volume of desorption of rock samples was obtained;

6) Отсоедините систему сбора и измерения газа и запустите систему дробления образца, раздробите образец породы в дробильном резервуаре, снова нагрейте дробильный резервуар через систему нагрева и снова введите газ. Система сбора и измерения собирает и измеряет газ в резервуаре и получает объем остаточного газа Q образца горной породы;6) Disconnect the gas collection and measurement system and start the sample crushing system, crush the rock sample in the crushing tank, heat the crushing tank again through the heating system and re-enter the gas. The collection and measurement system collects and measures the gas in the tank and receives the volume of residual gas Q of the rock sample;

Сумма потерь объема газа Q, Q десорбированного газа и Q остаточного газа представляет собой общее содержание газа в образцах горных пород.The sum of the gas volume loss Q, Q of the desorbed gas and Q of the residual gas is the total gas content in the rock samples.

На протяжении всего процесса измерения этапы B, C, D и E могут в совокупности упоминаться как процесс восстановления температуры и давления, то есть процесс, при котором внутренняя часть дробильного резервуара отходит от условий поверхности до условий пласта, путем повышения давления впрыскиваемого газа и нагрева посредством внешнего нагревателя.Throughout the entire measurement process, steps B, C, D, and E may collectively be referred to as a process for recovering temperature and pressure, i.e. a process in which the inside of a crushing tank moves away from surface conditions to formation conditions by increasing the pressure of the injected gas and heating by external heater.

Благодаря вышеуказанному техническому решению настоящее изобретение имеет по меньшей мере следующие преимущества:Due to the above technical solution, the present invention has at least the following advantages:

(1) Настоящее изобретение использует принцип восстановления температуры, то есть внешнее нагревание и газовый инжектор создают давление в образце горной породы, соответствующей температуре от поверхности земли до температуры и давления в месторождении. Считается, что содержание газа в образце горной породы является образцом фактического содержания газа в пластовых условиях. Кроме того, предполагается, что адсорбция молекул газа на твердой поверхности породы является физической адсорбцией, и процесс адсорбции является обратимым во время всего измерения содержания газа образца.(1) The present invention uses the principle of temperature recovery, that is, external heating and a gas injector create a pressure in a rock sample corresponding to the temperature from the surface of the earth to the temperature and pressure in the field. It is believed that the gas content in the rock sample is a sample of the actual gas content in the reservoir. In addition, it is assumed that the adsorption of gas molecules on a solid rock surface is physical adsorption, and the adsorption process is reversible during the entire measurement of the sample gas content.

(2) Настоящее изобретение также обеспечивает интегрированное измерительное устройство и метод измерения, который является газонепроницаемым, и может точно получать содержание газа в образце, полученного из нетрадиционного месторождения природного газа, таким как сланцы, угольные породы и плотный песчаник. Для получения объема остаточного газа весь процесс измерения строго герметизирован и не требует смены экспериментального оборудования, что помогает избежать перемешивание газа, которое может быть вызвано заменой экспериментального оборудования, что значительно улучшает точность эксперимента.(2) The present invention also provides an integrated measurement device and measurement method that is gas impermeable and can accurately obtain the gas content of a sample obtained from an unconventional natural gas field such as shale, coal, and dense sandstone. To obtain the volume of residual gas, the entire measurement process is strictly sealed and does not require a change of experimental equipment, which helps to avoid gas mixing, which can be caused by the replacement of experimental equipment, which significantly improves the accuracy of the experiment.

(3) Настоящее изобретение решает проблему, согласно которой влияние давления не может быть рассмотрено в процессе измерения содержания газа в образцах горных пород в прошлом, что позволяет дополнительно обсудить взаимосвязь между температурой, давлением, временем и содержанием газа в образце горной породы и реализовать природный газ в образце горной породы. Осуществляется углубленная характеристика процесса десорбции.(3) The present invention solves the problem according to which the influence of pressure cannot be considered in the process of measuring the gas content in rock samples in the past, which allows us to further discuss the relationship between temperature, pressure, time and gas content in the rock sample and realize natural gas in a rock sample. An in-depth characterization of the desorption process is carried out.

(4) Настоящее изобретение реализует переход от качественного описания к количественному дискуссионному процессу десорбции природного газа и может более точно получить коэффициент диффузии, коэффициент поглощения, коэффициент извлечения, прогноз производительности и другие параметры.(4) The present invention implements the transition from a qualitative description to a quantitative discussion process of desorption of natural gas and can more accurately obtain a diffusion coefficient, absorption coefficient, extraction coefficient, prediction of performance and other parameters.

(5) Используя многофункциональную интегрированную конструкцию, от отслеживания потерянного газа до измерения остаточного газа все завершено в одном и том же экспериментальном оборудовании, что значительно улучшает интеграцию между различными функциональными измерительными устройствами. Кроме того, предотвращается смешивание воздуха или газообразование, вызванное заменой экспериментального оборудования, что значительно улучшает точность измерения содержания газа образца.(5) Using a multifunctional integrated design, from tracking lost gas to measuring residual gas, everything is completed in the same experimental equipment, which greatly improves the integration between various functional measuring devices. In addition, air mixing or gas formation caused by the replacement of experimental equipment is prevented, which greatly improves the accuracy of the measurement of the sample gas content.

(6) В качестве основного носителя измерения содержания газа является емкость дробилки, которая плотно закрыта во время измерения содержания газа во всем образце горной породы и соответствует требованиям полной газонепроницаемости и высокой точности измерений.(6) As the main carrier for measuring the gas content, it is the capacity of the crusher, which is tightly closed during the measurement of the gas content in the whole rock sample and meets the requirements of complete gas impermeability and high accuracy of measurements.

(7) Благодаря многофункциональному интегрированному дизайну весь процесс измерения содержания газа удобен, эффективен и прост в использовании, что упрощает процесс измерения газа в полевых условиях и обеспечивает переносимость измерительного прибора.(7) Thanks to the multifunctional integrated design, the whole gas measurement process is convenient, efficient and easy to use, which simplifies the gas measurement process in the field and ensures the portability of the measuring device.

Описание чертежейDescription of drawings

Вышеупомянутое представляет собой просто обзор технического решения настоящего изобретения. Чтобы более четко понимать технические средства настоящего изобретения, настоящее изобретение будет дополнительно подробно описано ниже в сочетании с прилагаемым чертежом и конкретными вариантами осуществления.The above is merely an overview of the technical solution of the present invention. In order to better understand the technical means of the present invention, the present invention will be further described in detail below in conjunction with the accompanying drawing and specific embodiments.

Фиг.1 представляет собой схематический структурный вид интегрированного полностью воздухонепроницаемого измерителя содержания газа, основанного на принципе восстановления температуры и давления по настоящему изобретению;Figure 1 is a schematic structural view of an integrated fully airtight gas meter based on the principle of temperature and pressure recovery of the present invention;

Подробное описаниеDetailed description

В настоящем изобретении представлен вариант осуществления интегрированного измерительного прибора для измерения содержания газа с полным диапазоном измерений, основанного на принципе восстановления температуры и давления. Как показано на фиг.1, он используется для измерения содержания газа в образце горной породы. Измерительный прибор включает:The present invention provides an embodiment of an integrated gas measuring instrument with a full measuring range based on the principle of temperature and pressure recovery. As shown in FIG. 1, it is used to measure the gas content in a rock sample. The measuring device includes:

Воздухонепроницаемый дробильный резервуар 1 для дробления образцов горной породы;Airtight crushing tank 1 for crushing rock samples;

Система подогрева 2, включающая нагревательный элемент, используется для нагрева образцов горной породы резервуара для моделирования температуры пласта;Heating system 2, including a heating element, is used to heat reservoir rock samples to simulate reservoir temperature;

Система повышения давления 3 для закачки метанового газа высокого давления в систему образцов для моделирования пластового давления;Pressure boosting system 3 for injecting high-pressure methane gas into a system of samples for modeling reservoir pressure;

Система сбора и измерения газа 4 используется для сбора и измерения газа, накопленного из образца горной породы, полученного в процессе пробоотбора, а так же объема остаточного газа образца после его измельчения до порошкообразной кондиции в дробильной емкости;The gas collection and measurement system 4 is used to collect and measure gas accumulated from a rock sample obtained during sampling, as well as the volume of residual gas of a sample after grinding to a powdery condition in a crushing tank;

Вакуумная система 5 используется для определения герметичности и вакуумирования дробильной системы.Vacuum system 5 is used to determine the tightness and evacuation of the crushing system.

Предпочтительно, образцы горных пород включают сланец, угольную породу, плотный песчаник и тому подобное.Preferably, rock samples include shale, coal, dense sandstone, and the like.

Предпочтительно, чтобы вся обработка образцов горных пород в системе дробления образцов (включая нагрев, повышение давления, измерение и т. д.) должна поддерживать герметичность.Preferably, all processing of rock samples in a sample crushing system (including heating, pressure increase, measurement, etc.) should maintain tightness.

При использовании настоящее изобретения, 1) в систему дробления пробы добавляется твердый образец горной породы, контроль герметичности и вакуумирование осуществляется вакуумной системой; 2) восстановление температуры и давления осуществляется через систему нагрева и систему повышения давления: через систему нагрева образец нагревается до температуры пласта, метановый газ высокого давления вводится в систему дробления через систему повышения давления до пластового давления; 3) Затем метан, испускаемый из дробильной системы пробы, собирают и измеряют с помощью системы сбора и измерения газа. Значительное различие в скорости газового разряда между расширением газа в полом объеме дробильного резервуара и десорбцией газа в образце породы, соответственно, обеспечивало количество пространства Q сжатого воздуха, содержащегося в полом объеме мелющего резервуара, и Q-потерю объема потерянного газа образца горной породы; После того, как температура и давление в баке были восстановлены до фактической температуры и давления на месте перед десорбцией, метан в резервуаре собирается и измеряется до тех пор, пока не будет замечен последний десорбированный газ. Был получен объем Q десорбции образца горной породы; Сумма десорбционного газа Q и остаточного газа Q представляет собой общее содержание газа в образце горной породы.When using the present invention, 1) a solid rock sample is added to the sample crushing system, tightness control and evacuation are carried out by a vacuum system; 2) the restoration of temperature and pressure is carried out through the heating system and the pressure increase system: through the heating system, the sample is heated to the reservoir temperature, high-pressure methane gas is introduced into the crushing system through the pressure increase system to the reservoir pressure; 3) Then the methane emitted from the sample crushing system is collected and measured using a gas collection and measurement system. A significant difference in the rate of gas discharge between the expansion of gas in the hollow volume of the crushing tank and the desorption of gas in the rock sample, respectively, provided the amount of space Q of compressed air contained in the hollow volume of the grinding tank and the Q-loss of the volume of lost gas of the rock sample; After the temperature and pressure in the tank have been restored to the actual temperature and pressure in place before desorption, methane in the tank is collected and measured until the last stripped gas is noticed. The volume Q of desorption of the rock sample was obtained; The sum of the stripping gas Q and the residual gas Q is the total gas content in the rock sample.

Восстановление температуры и давления относится к способу, в котором внутренняя часть системы дробильного резервуара позволяет вернуться назад от условий поверхности до условий пласта путем повышения давления впрыскиваемого газа и нагрева путем внешнего нагревателя.The restoration of temperature and pressure relates to a method in which the internal part of the crushing tank system allows you to go back from surface conditions to reservoir conditions by increasing the pressure of the injected gas and heating by an external heater.

Кроме того, дробильная установка 1 включает в себя дробящий резервуар и систему перемешивания для измельчения образцов породы в дробильном баке. Барабан дробилки представляет собой шаровой мельничный резервуар.In addition, the crushing plant 1 includes a crushing tank and a mixing system for grinding rock samples in a crushing tank. The crusher drum is a ball mill tank.

Кроме того, система перемешивания включает в себя перемешивающий элемент, вращающийся вал и систему трансмиссии для управления вращением вращающегося вала. Один конец вращающегося вала соединен с передающей системой, а другой конец вращающегося вала проходит в дробильный резервуар и неподвижно соединен с перемешивающим элементом. In addition, the mixing system includes a mixing element, a rotating shaft and a transmission system for controlling the rotation of the rotating shaft. One end of the rotating shaft is connected to the transmission system, and the other end of the rotating shaft passes into the crushing tank and is fixedly connected to the mixing element.

Кроме того, система передачи представляет собой бесконтактную систему передачи крутящего момента. Соответственно, вал вращения представляет собой магнитный вал, бесконтактная система передачи крутящего момента включает в себя трансмиссионную муфту и двигатель для привода магнитного вала, а также векторный преобразователь.In addition, the transmission system is a non-contact torque transmission system. Accordingly, the rotation shaft is a magnetic shaft, the non-contact torque transmission system includes a transmission clutch and a motor for driving a magnetic shaft, as well as a vector converter.

Кроме того, внешние части двигателя, магнитный вращающийся вал и магнитная приводная муфта соответственно закрыты оболочками, герметично соединенными друг с другом.In addition, the external parts of the engine, the magnetic rotating shaft and the magnetic drive coupling are respectively closed by shells sealed to each other.

Кроме того, система повышения давления включает в себя баллон с метановым газом высокого давления и газовый вспомогательный насос, подключенный к баллону с метановым газом высокого давления; газ метана в баллоне с метановым газом высокого давления вводится в раздаточный резервуар через газовый дожимный насос;In addition, the pressure boosting system includes a high pressure methane gas cylinder and a gas auxiliary pump connected to the high pressure methane gas cylinder; methane gas in a cylinder of high-pressure methane gas is introduced into the dispensing tank through a gas booster pump;

Кроме того, насос для повышения давления газа включает в себя клапан регулирования давления для впрыска метанового газа в дробящий резервуар; в соответствии с заданной скоростью форсирования, клапан регулирует подачу давления для имитации пластового давления.In addition, the pump for increasing gas pressure includes a pressure control valve for injecting methane gas into the crushing tank; according to the set boost speed, the valve adjusts the pressure supply to simulate reservoir pressure.

Кроме того, система сбора и дозирования газа включает в себя емкости для сбора газа разных спецификаций. Воздуховыпускное отверстие и односторонний клапан расположены на дробильном резервуаре, а отверстие для сбора воздуха в емкости для сбора газа плотно соединено с воздуховыпускным отверстием.In addition, the gas collection and metering system includes gas collection tanks of various specifications. The air outlet and the one-way valve are located on the crushing tank, and the air collection hole in the gas collecting vessel is tightly connected to the air outlet.

Кроме того, вакуумная система включает в себя вакуумную машину, газовый баллон с гелием и эталонную камеру. Вакуумная машина и эталонная камера соединены с дробильным резервуаром через двухходовой клапан. Эталонная камера и газовая баллон с гелием используются для определения того, соответствует ли степень вакуума надлежащим параметрам и вычисляет объем пор в дробильном резервуаре.In addition, the vacuum system includes a vacuum machine, a gas cylinder with helium and a reference chamber. The vacuum machine and the reference chamber are connected to the crushing tank through a two-way valve. A reference chamber and a gas cylinder with helium are used to determine if the degree of vacuum is appropriate and calculates the pore volume in the crushing tank.

Кроме того, изобретение также включает в себя систему переноса для перемещения дробильного резервуара в систему нагрева для нагрева образцов породы.In addition, the invention also includes a transfer system for moving the crushing tank to a heating system for heating rock samples.

Кроме того, система переноса представляет собой подъемную систему. Подъемная система включает вертикальный стержень и горизонтальный стержень для крепления дробильного резервуара. Вертикальный стержень снабжен приводным винтовым штоком для перемещения горизонтального стержня вверх и вниз, а нагревательный элемент регулируется температурой. Дробильный резервуар может войти и выйти из камеры высокой температуры через подъемную систему.In addition, the transfer system is a lifting system. The lifting system includes a vertical shaft and a horizontal shaft for attaching the crushing tank. The vertical rod is equipped with a drive screw rod for moving the horizontal rod up and down, and the heating element is temperature-controlled. The crushing tank can enter and exit the heat chamber through the lifting system.

Применение комплексного газонепроницаемого измерительного прибора для измерения газа, основанного на принципе восстановления температуры и давления, в основном используется для измерения содержания газа в образцах горных пород, а метод измерения включает в себя следующие этапы:The use of a comprehensive gas-tight measuring device for measuring gas, based on the principle of restoring temperature and pressure, is mainly used to measure the gas content in rock samples, and the measurement method includes the following steps:

1) Образцы твердых пород пласта добавляются в дробильный резервуар, далее используется вакуумная система для герметичного вакуумирования образца;1) Samples of the hard rock of the formation are added to the crushing tank, then a vacuum system is used to vacuum evacuate the sample;

2) Нагрев дробильного резервуара через систему нагрева до температуры пласта;2) Heating the crushing tank through a heating system to the temperature of the formation;

3) Вводится метановый газ высокого давления в дробильный резервуар через систему повышения давления до пластового давления;3) High-pressure methane gas is introduced into the crushing tank through a system for increasing pressure to reservoir pressure;

4) После, следует установить давление в дробильном баке, температуру и время десорбции в соответствии со скоростью дробления образца горной породы и давлением бурового раствора. Затем необходимо собрать и измерить объем метана, полученного из дробильного резервуара через систему сбора и измерения. Значительное различие в скорости газового разряда между десорбцией газа в образцах горных пород, соответственно, дает объем Q объема сжатого воздуха, содержащийся в полом объеме резервуара дробилки, а Q - потеря объема газа горного образца;4) After, you should set the pressure in the crusher tank, temperature and desorption time in accordance with the rate of crushing of the rock sample and the pressure of the drilling fluid. Then it is necessary to collect and measure the volume of methane obtained from the crushing tank through a collection and measurement system. A significant difference in the rate of gas discharge between gas desorption in rock samples, respectively, gives the volume Q of the volume of compressed air contained in the hollow volume of the crusher tank, and Q is the loss of gas volume of the rock sample;

5) После завершения сбора газа, температура и давление в дробильном резервуаре снижаются до фактической температуры и давления десорбции на месте, метан в дробильном резервуаре собирается и измеряется системой сбора и дозирования газа до тех пор, пока не будет наблюдаться полного прекращения процесса десорбции газа. 5) After the completion of gas collection, the temperature and pressure in the crushing tank decrease to the actual temperature and desorption pressure in place, the methane in the crushing tank is collected and measured by the gas collection and dosing system until the gas desorption process is completely stopped.

6) Далее следует отсоединить систему сбора и измерения газа и запустить систему дробления образца. После завершения дробления образца породы в дробильном резервуаре, следует снова нагреть дробильный резервуар через систему подогрева и снова ввести газ. Система сбора и измерения позволяет собирать и измерить газ в дробильном резервуаре и получает объем остаточного газа образца горной породы;6) Next, disconnect the gas collection and measurement system and start the sample crushing system. After the crushing of the rock sample in the crushing tank is completed, the crushing tank must be heated again through the heating system and gas is introduced again. The collection and measurement system allows you to collect and measure gas in a crushing tank and receives the volume of residual gas of a rock sample;

Сумма потерь газа Q, Q десорбированного газа и Q остаточного газа представляет собой общее содержание газа в образцах горной породы.The sum of the gas losses Q, Q of the desorbed gas and Q of the residual gas is the total gas content in the rock samples.

Вышеупомянутое описание является предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения и не предназначено для ограничения настоящего изобретения в любой форме. Специалисты в данной области техники могут делать некоторые простые модификации, эквивалентные изменения или модификации, основанные на вышеописанном техническом содержании. The above description is a preferred embodiment of the present invention and is not intended to limit the present invention in any form. Specialists in the art can make some simple modifications, equivalent changes, or modifications based on the above technical content.

Claims (14)

1. Интегрированный газонепроницаемый измерительный прибор для измерения содержания газа, основанный на принципе восстановления температуры и давления, отличающийся тем, что он используется для измерения содержания газа в образце горной породы, причем измерительный прибор состоит из: нагревательной системы, содержащей нагревательный элемент для нагрева образца горной породы с целью имитации температуры пласта; дробильной воздухонепроницаемой системы, предназначенной для измельчения образца горной породы, при этом дробильная воздухонепроницаемая система и нагревательная система соединены с возможностью перемещения дробильного резервуара дробильной воздухонепроницаемой системы в нагревательную систему;; системы повышения давления для впрыскивания метанового газа высокого давления в дробильную воздухонепроницаемую систему для моделирования пластового давления, при этом система повышения давления и дробильная воздухонепроницаемая система соединены с возможностью передачи газа из системы повышения давления в дробильную воздухонепроницаемую систему; системы сбора и дозирования газа для сбора и измерения газа, высвободившегося из образца горной породы и объема остаточного газа порошкообразного образца породы, встроенного в дробильную воздухонепроницаемую систему, при этом дробильная воздухонепроницаемая система и система сбора и дозирования газа соединены с возможностью передачи газа из дробильной воздухонепроницаемой системы в систему сбора и дозирования газа; вакуумной системы для испытания герметичности и вакуумирования системы образцов, при этом вакуумная система и дробильная воздухонепроницаемая система соединены с возможностью откачивания газа из дробильной воздухонепроницаемой системы в вакуумную систему. 1. An integrated gas-tight measuring device for measuring gas content, based on the principle of temperature and pressure recovery, characterized in that it is used to measure the gas content in a rock sample, and the measuring device consists of: a heating system containing a heating element for heating the rock sample rocks to simulate reservoir temperature; a crushing airtight system designed to grind a rock sample, while the crushing airtight system and the heating system are connected with the possibility of moving the crushing tank of the crushing airtight system into the heating system ;; pressure boosting systems for injecting high pressure methane gas into an airtight crushing system for simulating reservoir pressure, wherein the pressure boosting system and the airtight crushing system are connected to transmit gas from the pressure boosting system to the airtight crushing system; gas collection and metering systems for collecting and measuring gas released from a rock sample and the volume of residual gas of a powdery rock sample embedded in an airtight crushing system, while the airtight crushing system and a gas metering and dosing system are connected to transfer gas from the airtight crushing system into the gas collection and dosing system; vacuum system for testing the tightness and evacuation of the sample system, while the vacuum system and the crushing airtight system are connected with the possibility of pumping gas from the crushing airtight system into a vacuum system. 2. Интегрированный газонепроницаемый измерительный прибор для измерения полного объема газа, основанный на принципе восстановления температуры и давления по п.1, в котором система дробления содержит дробящий резервуар для измельчения образца горной породы, а также систему смешивания. 2. An integrated gas-tight measuring device for measuring the total volume of gas, based on the principle of restoring temperature and pressure according to claim 1, in which the crushing system contains a crushing tank for grinding a rock sample, as well as a mixing system. 3. Интегрированный газонепроницаемый измерительный прибор для измерения полного объема газа, основанный на принципе восстановления температуры и давления по п.2, в котором система перемешивания содержит перемешивающий элемент, вращающийся вал и трансмиссию для управления вращением вращающегося вала, при этом система имеет один конец вращающегося вала, соединенный с передающей системой, а другой конец вращающегося вала проходит в дробильный резервуар и неподвижно соединен с перемешивающим элементом, причем вращающийся вал герметично соединен с дробильным резервуаром. 3. The integrated gas-tight measuring device for measuring the total volume of gas, based on the principle of temperature and pressure recovery according to claim 2, in which the mixing system contains a mixing element, a rotating shaft and a transmission for controlling the rotation of the rotating shaft, while the system has one end of the rotating shaft connected to the transmission system, and the other end of the rotating shaft extends into the crushing tank and is fixedly connected to the mixing element, the rotating shaft being hermetically oedinen a crushing tank. 4. Интегрированный газонепроницаемый измерительный прибор для измерения полного объема газа, основанный на принципе восстановления температуры и давления по п.3, в котором система передачи представляет собой бесконтактную систему передачи крутящего момента, при этом вал вращения представляет собой магнитный вал, а бесконтактная система передачи крутящего момента включает в себя трансмиссионную муфту и двигатель для управления магнитным валом, кроме того в системе используется векторный преобразователь для управления двигателем, при этом двигатель, магнитный вращающийся вал и внешняя часть магнитной приводной муфты соответственно закрыты кожухом, а соединительная часть корпуса и дробящего бака находятся в герметичном соединении. 4. An integrated gas-tight measuring device for measuring the total gas volume, based on the principle of temperature and pressure recovery according to claim 3, in which the transmission system is a non-contact torque transmission system, while the rotation shaft is a magnetic shaft, and the non-contact torque transmission system moment includes a transmission clutch and an engine for controlling the magnetic shaft, in addition, the system uses a vector converter for controlling the engine, when this engine, the magnetic rotating shaft and the outer part of the magnetic drive clutch, respectively, are closed by a casing, and the connecting part of the housing and crushing tank are sealed. 5. Интегрированный газонепроницаемый измерительный прибор для измерения полного объема газа, основанный на принципе восстановления температуры и давления по п.2, в котором система повышения давления содержит баллон с метановым газом высокого давления, соединенный с баллоном метанового газа высокого давления, при этом для впрыска метанового газа из баллона с метановым газом высокого давления в дробящий резервуар используется бустерный насос, который включает в себя клапан регулирования давления, причем клапан регулирует давление для имитации пластового давления в соответствии с заданной скоростью форсирования. 5. An integrated gas-tight measuring device for measuring the total gas volume, based on the principle of restoring temperature and pressure according to claim 2, in which the pressure increasing system comprises a high-pressure methane gas cylinder connected to a high-pressure methane gas cylinder, while for methane injection gas from a high-pressure methane gas cylinder to a crushing tank, a booster pump is used, which includes a pressure control valve, and the valve controls the pressure for and itatsii reservoir pressure in accordance with a given boost rate. 6. Интегрированный газонепроницаемый измерительный прибор для измерения полного объема газа, основанный на принципе восстановления температуры и давления по п.2, в котором система сбора и дозирования газа содержит емкости разных спецификаций для сбора газа, причем дробильный резервуар снабжен воздуховыпускным отверстием и односторонним клапаном расположенным на выходе воздуха, а отверстие для сбора воздуха в емкости для сбора воздуха герметично соединено с выпускным отверстием для воздуха. 6. An integrated gas-tight measuring device for measuring the total gas volume, based on the principle of temperature and pressure recovery according to claim 2, in which the gas collection and metering system contains containers of different specifications for gas collection, the crushing tank is equipped with an air outlet and a one-way valve located on the air outlet, and the air collection opening in the air collecting container is hermetically connected to the air outlet. 7. Интегрированный газонепроницаемый измерительный прибор для измерения полного объема газа, основанный на принципе восстановления температуры и давления по п.2, в котором вакуумная система содержит вакуумную машину, газовый цилиндр гелия и эталонную камеру, причем камера подключается к дробящему резервуару через двухходовой клапан, а эталонная камера и гелиевый цилиндр используются для проверки приемлемости степени вакуума и расчета объема пор в дробильном баке. 7. An integrated gas-tight measuring device for measuring the total gas volume, based on the principle of temperature and pressure recovery according to claim 2, in which the vacuum system comprises a vacuum machine, a helium gas cylinder and a reference chamber, the chamber being connected to the crushing tank through a two-way valve, and a reference chamber and a helium cylinder are used to check the acceptability of the degree of vacuum and to calculate the pore volume in the crushing tank. 8. Интегрированный газонепроницаемый измерительный прибор для измерения полного объема газа, основанный на принципе восстановления температуры и давления по любому из пп.2-7, в котором измерительный прибор дополнительно содержит систему переноса для перемещения дробильного резервуара, при этом система переноса используется для перемещения дробящего резервуара в систему подогрева. 8. An integrated gas-tight measuring device for measuring the total volume of gas, based on the principle of temperature and pressure recovery according to any one of claims 2 to 7, in which the measuring device further comprises a transfer system for moving the crushing tank, the transfer system being used to move the crushing tank into the heating system. 9. Интегрированный газонепроницаемый измерительный прибор для измерения полного объема газа, основанный на принципе восстановления температуры и давления по п.8, в котором система переноса представляет собой подъемную систему, а система подъема содержит вертикальный стержень и крепежное основание, при этом горизонтальный стержень дробильного резервуара, в котором вертикальный стержень снабжен приводным винтом для перемещения горизонтального стержня вверх и вниз, а нагревательный элемент представляет собой температурно-регулируемую камеру с высокой температурой, в которую может входить и выходить дробильный резервуар. 9. An integrated gas-tight measuring device for measuring the total volume of gas, based on the principle of restoring temperature and pressure according to claim 8, in which the transfer system is a lifting system, and the lifting system contains a vertical rod and a mounting base, while the horizontal rod of the crushing tank, in which the vertical rod is provided with a drive screw for moving the horizontal rod up and down, and the heating element is a temperature-controlled a chamber with a high temperature, into which the crushing tank can enter and exit. 10. Использование интегрированного газонепроницаемого измерительного прибора для измерения полного газа, основанного на принципе восстановления температуры и давления по п.1, отличающееся тем, что встроенный измерительный прибор для измерения газа используется для измерения полного газа горной породы образца, при этом для применения содержания газа метод измерения включает следующие этапы: 10. The use of an integrated gas-tight measuring device for measuring the total gas, based on the principle of restoring temperature and pressure according to claim 1, characterized in that the built-in measuring device for measuring gas is used to measure the total gas of the rock sample, while for applying the gas content the method measurement includes the following steps: 1) В дробящий резервуар помещается твердый образец горной породы, после чего в дробильном резервуаре создается вакуумная среда через вакуумную систему; 1) A solid rock sample is placed in the crushing tank, after which a vacuum medium is created in the crushing tank through the vacuum system; 2) Далее производится нагрев дробильного резервуара посредством системы подогрева до требуемой температуры, соответствующей температуре горного пласта; 2) Next, the crushing tank is heated by means of a heating system to the required temperature corresponding to the temperature of the rock formation; 3) Далее обеспечивается впрыскивание метанового газа под высоким давлением в дробильный резервуар через систему повышения давления до давления, соответствующему давлению горного пласта; 3) Further, methane gas is injected under high pressure into the crushing tank through a system for increasing the pressure to a pressure corresponding to the pressure of the rock formation; 4) После, следует установить давление в дробильном баке, температуру и время десорбции в соответствии со скоростью дробления образца горной породы и давлением бурового раствора, после чего осуществляются сбор и измерение объема метана, полученного из дробильного резервуара через систему сбора и измерения газа, причем разница в скорости газового разряда между расширением газа и десорбцией газа в образце породы соответственно дает объем Q сжатого газа, содержащегося в полом объеме дробящего резервуара, и Q-потерю объема потерянного газа образца горной породы; 5) После завершения сбора газа, температура и давление в дробильном резервуаре снижаются до фактической температуры и давления десорбции на месте, метан в дробильном резервуаре собирается и измеряется системой сбора и дозирования газа до тех пор, пока не будет наблюдаться полного прекращения процесса десорбции газа. Производится получение объема Q десорбционного газа образца горной породы; 6) Далее следует отсоединить систему сбора и измерения газа и запустить систему дробления образца в дробильном резервуара, после чего следует снова нагреть дробильный резервуар через систему подогрева и снова ввести газ, причем система сбора и измерения быстро соединяет дробильный резервуар, собирает и измеряет газ в резервуаре и получает объем Q остаточного газа образца горной породы, при этом сумма потерь Q газа, десорбционного газа Q и остаточного Q объема газа представляет собой общее содержание газа в образце горной породы.4) After that, the pressure in the crusher tank, the temperature and desorption time should be set in accordance with the rate of crushing of the rock sample and the pressure of the drilling fluid, after which the methane obtained from the crushing tank through the gas collection and measurement system is collected and the difference in the gas discharge rate between gas expansion and gas desorption in the rock sample, respectively, gives the volume Q of compressed gas contained in the hollow volume of the crushing tank, and the Q-loss of the volume of lost gas about rock grade; 5) After the completion of gas collection, the temperature and pressure in the crushing tank decrease to the actual temperature and desorption pressure in place, the methane in the crushing tank is collected and measured by the gas collection and dosing system until the gas desorption process is completely stopped. The volume Q of the desorption gas of the rock sample is obtained; 6) Next, disconnect the gas collection and measurement system and start the sample crushing system in the crushing tank, after which the crushing tank must be heated again through the heating system and gas is introduced again, and the collection and measurement system quickly connects the crushing tank, collects and measures gas in the tank and receives the volume Q of the residual gas of the rock sample, wherein the sum of the losses Q of gas, desorption gas Q and the residual Q of the gas volume is the total gas content in the rock sample.
RU2018136478A 2017-10-19 2018-10-16 Integrated gas-proof measuring device for gas content measurement RU2697421C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNCN20171975619 2017-10-19
CN201710975619.8A CN107727530B (en) 2017-10-19 2017-10-19 Application of integrated whole-course airtight gas content measuring instrument based on temperature and pressure backtracking principle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2697421C1 true RU2697421C1 (en) 2019-08-14

Family

ID=61211760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018136478A RU2697421C1 (en) 2017-10-19 2018-10-16 Integrated gas-proof measuring device for gas content measurement

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107727530B (en)
RU (1) RU2697421C1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110486005B (en) * 2018-05-14 2021-10-15 中国石油化工股份有限公司 Method for identifying dessert layer of shale gas well
CN108896439A (en) * 2018-07-30 2018-11-27 中国华能集团有限公司 A kind of experimental system of rapid survey shale gas coal bed gas site desorption gas-bearing property
CN109342264B (en) * 2018-12-06 2020-04-07 燕山大学 Device and method for desorbing and measuring content of coal bed gas and shale gas
CN112033851A (en) * 2019-06-03 2020-12-04 中国石油天然气股份有限公司 System and method for measuring residual gas volume of hydrocarbon source rock and method for measuring migration gas volume
CN112345020A (en) * 2019-08-08 2021-02-09 中国石油天然气股份有限公司 Device and method for measuring shale gas loss amount and desorption gas amount
CN117269384A (en) * 2023-08-31 2023-12-22 中国地质大学(北京) Shale gas test is with multi-functional analysis appearance

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776722A (en) * 2013-12-31 2014-05-07 河南理工大学 Testing method for content of coal seam methane sampled under negative-pressure environment
RU2601205C1 (en) * 2015-08-07 2016-10-27 Акционерное общество "Метан Кузбасса" Method of determining gas content of coal beds
CN106568671A (en) * 2016-11-02 2017-04-19 河南理工大学 Experimental method for determining gas adsorption quantity of heavy hydrocarbon-containing coal of different component ratios
CN206281733U (en) * 2016-12-27 2017-06-27 河南理工大学 Broken coal body desorption of mash gas device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0834104B2 (en) * 1987-01-22 1996-03-29 富士電機株式会社 Control method for fuel reformer of fuel cell system
CN102607989A (en) * 2012-03-07 2012-07-25 中国石油天然气股份有限公司 Gas content testing device
CN104677777B (en) * 2013-11-29 2017-10-27 中国石油化工股份有限公司 Rock remnants air content test devices and its method of testing
CN104678076B (en) * 2013-12-02 2016-08-17 中国石油化工股份有限公司 Shale air content test device and method of testing
CN104155327B (en) * 2014-07-29 2016-08-03 中国石油大学(华东) The measuring method of a kind of gassiness viscous crude void fraction and the system of measurement
CN104713802B (en) * 2015-04-01 2018-12-04 中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院 A kind of shale gas reservoir gassiness weight testing method
CN104914030B (en) * 2015-07-06 2018-03-02 中国地质大学(北京) The method of its measurement rock sample residue gas of whole airtight air content measuring apparatus and application
CN104923352B (en) * 2015-07-06 2018-04-20 中国地质大学(北京) A kind of air hermetic pulverizer and its application
CN105675434B (en) * 2016-03-16 2018-10-19 中国地质大学(北京) A kind of air content measuring system and measurement method
CN206321530U (en) * 2016-12-27 2017-07-11 重庆矿产资源开发有限公司 A kind of shale air content test device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776722A (en) * 2013-12-31 2014-05-07 河南理工大学 Testing method for content of coal seam methane sampled under negative-pressure environment
RU2601205C1 (en) * 2015-08-07 2016-10-27 Акционерное общество "Метан Кузбасса" Method of determining gas content of coal beds
CN106568671A (en) * 2016-11-02 2017-04-19 河南理工大学 Experimental method for determining gas adsorption quantity of heavy hydrocarbon-containing coal of different component ratios
CN206281733U (en) * 2016-12-27 2017-06-27 河南理工大学 Broken coal body desorption of mash gas device

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОНОСНОСТИ ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТАХ", МИНИСТЕРСТВО ГЕОЛОГИИ СССР, ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ ИНСТИТУТ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, МОСКВА:НЕДРА, 1988, С.87-88. *
WP Diamond, SJ Schatzel, "Measuring the Gas Content of Coa", International Journal of Coal Geology, 1998, рр. 311-331. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107727530A (en) 2018-02-23
CN107727530B (en) 2021-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2697421C1 (en) Integrated gas-proof measuring device for gas content measurement
US10837278B2 (en) Device and method for evaluating gas-water two-phase flow fracture conductivity of fractured shale
CN102980837B (en) Hydro carbons diffusion coefficients equipment and assay method in rock under High Temperature High Pressure
CN102435716B (en) Diagenesis simulation experiment device
WO2019033472A1 (en) Multi-functional testing apparatus for multi-field coupled seepage
CN103306665B (en) The experimental rig that a kind of carbon dioxide coal geology stores
CN109507077A (en) Simulate supercritical carbon dioxide coal petrography pressure break CT imaging and evaluating apparatus and its application method under in-situ condition
CN103512826B (en) Device and method for measuring solubility of polymers in supercritical carbon dioxide
US20040211252A1 (en) Method and device for evaluating physical parameters of an underground reservoir from rock cuttings taken therefrom
CN104563982B (en) High-temperature high-pressure dry gas injection longitudinal wave and efficiency testing device and method for gas condensate reservoir
CN101967967B (en) Artificially resonant wave strengthened oil displacement dynamic simulation experimental device and experimental method
CN103161455B (en) HTHP shale well wall stability evaluation device
CN105675434A (en) System and method for measuring gas content
CN103278615A (en) Test method for geological storage of carbon dioxide coal seams
CN104634770A (en) Gas online quantitative mixed supercharging system for Raman spectrometer and operation method thereof
CN103075147A (en) Underground environment simulation device and method
CN108362623A (en) A kind of microcosmic rock coupling infiltration experiment device based on μ CT scan
CN107345890A (en) A kind of shale gas adsorption-desorption/exploitation simulated experiment apparatus and method
CN112198093A (en) Device and method for testing diffusion coefficient of gas in saturated live oil core
CN205749187U (en) A kind of air content measuring system
CN117433977B (en) Supercritical CO 2 Device and method for detecting in-situ permeability of shale reaction
CN206114618U (en) Ration simulation of unconventional tight sand oil and testing experiment device
CN114352238A (en) Device and method for testing flow conductivity of natural gas hydrate production increasing seam
CN204436354U (en) HTHP gas condensate reservoir note dry gas longitudinally involves efficiency test device
CN113982572A (en) Fracturing energy storage integrated experimental method and experimental device