專利名稱：一種新型頁巖含氣量測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量技術領域，屬于頁巖氣、煤層氣等礦物巖石吸附氣含量的測試裝置，具體而言，是一種在頁巖、煤巖等礦物巖石存在吸附氣的情況下，能精準測試其含氣量的一種新型頁巖含氣量測試儀。
背景技術：
吸附態(tài)天然氣普遍存在于各種礦物巖石中，對于頁巖和煤層而言，巖石中吸附態(tài)氣含量比例可達20%-80%，煤層吸附態(tài)氣含量比例更高，可達90%以上。礦物巖石中含氣量的大小直接關系到頁巖氣和煤層氣的開發(fā)前景，要有效的評價頁巖氣和煤層氣藏資源量，含氣量是一項必不可少的參數(shù)，與儲層壓力和吸附等溫線結合起來使用，就可預測產(chǎn)氣能力，確定鉆井分布和開米方式。中國專利《煤層含氣量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)》專利號CN200820122855，公布了一種煤層含氣量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是由計算機、數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)、溫度傳感器、壓力傳感器、高精度氣體流量計、高速超聲波儀、打印機組成，核心是通過流量計自動獲取解吸數(shù)據(jù)；中國專利《高精度含氣量測試儀》專利號CN201120464973，公布了一種高精度含氣量測試儀，包括密封罐和集氣量筒，所述的集氣量筒包括標有刻度的圓錐形透明筒體以及設有通氣孔和排水孔的筒底，集氣量筒的通氣孔與密封罐的排氣孔密封連通，主要通過采用集氣量筒測量解吸氣量；中國專利《含氣量測試裝置》專利號CN202362222U，公開了一種含氣量測試裝置，由樣品存放裝置、氣體體積測量裝置及計算機組成，通過自動化控制液面實現(xiàn)體積測量。以上專利均存在以下問題:1、含氣量低時，樣品解吸氣體積小，采用流量計測量的精度不夠；采用集氣量筒測量會增加人為誤差，且操作不方便，效率低。2、自由空間的氣體會隨測試環(huán)境的溫壓條件而改變，對解吸氣的測量有直接影響，目前儀器雖對該誤差已做校正，但并未直接消除其影響。3、解吸氣體的組分對流量計測量影響大，需要校正，增大了測量誤差。
實用新型內容本實用新型提供一種新型頁巖含氣量測試儀，以解決現(xiàn)有技術因為樣品含氣量低時，通過直接量筒測量法或者流量傳感器測量的誤差大的問題，從而實現(xiàn)對含氣量的高精度測量。為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種新型頁巖含氣量測試儀，它包括用于將樣品恒溫解吸的裝置、樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)、測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)和計算機采集與處理系統(tǒng)，其中所述的樣品恒溫解吸的裝置通過管道與樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)相連接，樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)通過管道與測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)相連接，樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)和測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線與計算機采集與處理系統(tǒng)相連接。所述的用于將樣品恒溫解吸的裝置包括恒溫水浴槽和解吸罐，解吸罐置于恒溫水浴槽內部。所述的樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)包括溫度變送器A、壓力變送器A、電動閥A、電動閥B、電動閥C、四通閥和溫度控制箱，其中所述的四通閥的進口通過管道與樣品恒溫解吸的裝置相連接，在它們之間的管道上依次設置有溫度變送器A和壓力變送器A ;四通閥的三個出口分別安裝有電動閥A、電動閥B和電動閥C，電動閥A通過管道和測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)相連接；溫度變送器、壓力變送器A、電動閥A、電動閥B、電動閥C和四通閥都安裝于溫度控制箱內。所述的樣品解吸過程中的壓力和溫度實時測試系統(tǒng)還包括氣體采樣器，所述的氣體采樣器通過管道和電動閥C相連接，所述的氣體采樣器安裝于溫度控制箱外。所述的測定樣品解吸空間自由體積的系統(tǒng)包括參考罐、氦氣瓶、溫度變送器B、壓力變送器B和溫度控制箱，參考罐通過管道和測量樣品解吸過程中的壓力和溫度實時測試系統(tǒng)相連接，在參考罐上依次設置有溫度變送器B和壓力變送器B，氦氣瓶通過管道與參考罐相連接，參考罐、溫度變送器B和壓力變送器B安裝于溫度控制箱內。本實用新型的有益效果:1、本實用新型通過將樣品放置于恒溫的解吸和測定系統(tǒng)中測定解吸量，解決了自由空間的氣體會隨測試環(huán)境的溫壓條件而改變，對解吸氣的測量有直接影響的問題。2、本實用新型通過實時測量樣品的解吸過程中的壓力和溫度，能避免解吸罐內氣體無法及時排除帶來的測試誤差。
圖1為本實用新型的結構示意簡圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖1所示，一種新型頁巖含氣量測試儀，它包括用于將樣品恒溫解吸的裝置、樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)、測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)和計算機采集與處理系統(tǒng)5。樣品恒溫解吸的裝置通過管道和樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)相連接，樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)通過管道和測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)相連接，樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)和測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線與計算機采集與處理系統(tǒng)5相連接。所述的用于將樣品恒溫解吸的裝置包括恒溫水浴槽I和解吸罐2，解吸罐2置于恒溫水浴槽I內部。所述的樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)包括溫度變送器A3、壓力變送器A4、電動閥A10、電動閥B9、電動閥C7、四通閥8、溫度控制箱15。四通閥8的進口通過管道與解吸罐2相連接，在它們之間的管道上依次設置有溫度變送器A3、壓力變送器A4;四通閥8的三個出口分別安裝有電動閥AlO、電動閥B8和電動閥C7，電動閥AlO通過管道與參考罐11相連接。溫度變送器A3、壓力變送器A4、電動閥A10、電動閥B9、電動閥C7和四通閥8都安裝于溫度控制箱15內。所述的樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)還包括氣體采樣器6，氣體采樣器6通過管道和電動閥C7相連通，氣體采樣器6安裝于溫度控制箱15外。所述的測定樣品解吸空間自由體積的系統(tǒng)包括參考罐12、氦氣瓶13、溫度變送器B14、壓力變送器Bll和溫度控制箱15，參考罐12通過管道與電動閥AlO相連接，在參考罐12上設置有溫度變送器B14、壓力變送器BI I，氦氣瓶13通過管道與參考罐12相連接，參考罐12、溫度變送器B14和壓力變送器Bll安裝于溫度控制箱15內。溫度變送器A3、壓力變送器A4、電動閥AlO、電動閥B9、電動閥C7、溫度變送器B14和壓力變送器Bll分別通過數(shù)據(jù)線與計算機采集和處理系統(tǒng)5相連接。本實用新型的運行過程:第一，連接管路并初始化:設定溫度控制箱15和恒溫水浴槽I為解吸溫度，將裝有樣品的密封解吸罐2放置到恒溫水浴槽I中，解吸罐2的出口與四通閥8相連接，保持電磁閥A10、電磁閥C7關閉，保持電磁閥B9開啟I 3秒后迅速關閉，記錄管路中的溫度Ttl和壓力Po，該時刻為實驗的O時刻點。第二，一次記錄解吸參數(shù):在一定間隔時間之后，記錄記錄管路中的溫度T1和壓力P1O第三，一次導流:打開電磁閥B9，保持2 5秒鐘并關閉，用以排出管路氣體，并記錄此時關閉后的管路溫度T2和壓力P2。
第四，采樣:如有采樣需要，在第三步的同時連接好氣體采樣器6，打開電磁閥C7，進行采氣；否則直接進入下一步；一次導流對應的解吸氣體Vsl計算公式為:
U …,P, XVf P7XVf、Vsi = 22.4141X ( ^.................^ -^..................^ )..................①
T1 X R T2 X RVsl: 一次導流體積，mlP1: 一次記錄壓力，kPaP2: 二次記錄壓力，kPaT1: 一次導流絕對溫度，KT2: 二次導流絕對溫度，KR:比例常數(shù)，8.31441J/ (moI.K)第五，重復上述步驟二，三和四，得到Vs2、Vs3……Vsn，直至解吸參數(shù)的壓力讀數(shù)與前一次壓力讀數(shù)接近即差值小于用戶設定值，認為無解吸氣產(chǎn)生，自然解吸結束，停止試驗。得到總解吸氣體積Vst ηVst=H..................② Vst:總解吸氣體積，ml[0042]Vs1:第i次導流對應的解吸氣體計算含氣量Q:
權利要求1.一種新型頁巖含氣量測試儀，其特征在于:它包括用于將樣品恒溫解吸的裝置、樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)、測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)和計算機采集與處理系統(tǒng)，所述的樣品恒溫解吸的裝置通過管道與樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)相連接，樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)通過管道與測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)相連接，樣品解吸過程中的壓力與溫度的實時測試系統(tǒng)和測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線與計算機采集與處理系統(tǒng)相連接。
2.如權利要求1所述的新型頁巖含氣量測試儀，其特征在于:所述的用于將樣品恒溫解吸的裝置包括恒溫水浴槽和解吸罐，解吸罐置于恒溫水浴槽內部。
3.如權利要求1所述的新型頁巖含氣量測試儀，其特征在于:所述的樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)包括溫度變送器A、壓力變送器A、電動閥A、電動閥B、電動閥C、四通閥和溫度控制箱，其中所述的四通閥的進口通過管道與樣品恒溫解吸的裝置相連接，在它們之間的管道上依次設置有溫度變送器A和壓力變送器A ;四通閥的三個出口分別安裝有電動閥A、電動閥B和電動閥C，電動閥A通過管道和測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)相連接；溫度變送器、壓力變送器A、電動閥A、電動閥B、電動閥C和四通閥都安裝于溫度控制箱內。
4.如權利要求3所述的新型頁巖含氣量測試儀，其特征在于:所述的樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)還包括氣體采樣器，所述的氣體采樣器通過管道和電動閥C相連接，所述的氣體采樣器安裝于溫度控制箱外。
5.如權利要求1所述的新型頁巖含氣量測試儀，其特征在于:所述的測定樣品解吸空間自由體積的系統(tǒng)包括參考罐、氦氣瓶、溫度變送器B、壓力變送器B和溫度控制箱，參考罐通過管道和測量樣品解吸過程中的壓力和溫度實時測試系統(tǒng)相連接，在參考罐上依次設置有溫度變送器B和壓力變送器B，氦氣瓶通過管道與參考罐相連接，參考罐、溫度變送器B和壓力變送器B安裝于溫度控制箱內。
專利摘要本實用新型涉及一種新型頁巖含氣量測試儀，它包括用于將樣品恒溫解吸的裝置、樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)、測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)和計算機采集與處理系統(tǒng)，其中所述的樣品恒溫解吸的裝置通過管道與樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)相連接，樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)通過管道與測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)相連接，樣品解吸過程中的壓力和溫度的實時測試系統(tǒng)和測定樣品解吸空間體積的系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線與計算機采集與處理系統(tǒng)相連接。本實用新型通過將樣品放置于恒溫的解吸和測定系統(tǒng)中測定解吸量，解決了自由空間的氣體會隨測試環(huán)境的溫壓條件而改變，對解吸氣的測量有直接影響的問題。
文檔編號G01N7/16GK203069474SQ20122074277
公開日2013年7月17日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權日2012年12月28日
發(fā)明者王軍芳, 吳輝, 趙斌杰 申請人:恒泰尚合能源技術(北京)有限公司