含氣量解吸測(cè)定裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種含氣量解吸測(cè)定裝置，包括：與解吸氣源連接的第一電磁閥，與所述第一電磁閥連接的氣水分離裝置，與所述氣水分離裝置連接的第二電磁閥，與所述第二電磁閥連接的氣體容器，所述氣體容器的出口設(shè)有第三電磁閥，其中，所述氣體容器設(shè)有壓力測(cè)量裝置，所述壓力測(cè)量裝置與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接，所述第一和第二電磁閥用于控制進(jìn)氣，所述第三電磁閥用于控制放氣。根據(jù)本發(fā)明提供的方法和裝置，能夠直接、自動(dòng)測(cè)量氣體的體積，且能適應(yīng)解吸量大小不等的巖石樣品，采集周期短。根據(jù)本發(fā)明提供的裝置，耗電量小，操作簡(jiǎn)便，體積適中，適合于野外現(xiàn)場(chǎng)使用。
【專利說(shuō)明】含氣量解吸測(cè)定裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油勘探領(lǐng)域，具體涉及一種非常規(guī)油氣勘探中頁(yè)巖氣、煤層氣等現(xiàn) 場(chǎng)解吸量測(cè)定所用的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 頁(yè)巖氣和煤層氣是賦存在頁(yè)巖或煤巖中的天然氣。在頁(yè)巖或煤層等非常規(guī)油氣勘 探中，頁(yè)巖氣和煤層氣含量的大小直接關(guān)系頁(yè)巖氣和煤層氣的開(kāi)發(fā)前景，要有效地評(píng)價(jià)某 地區(qū)頁(yè)巖氣或煤層氣是否具有商業(yè)化前景，必須建立準(zhǔn)確的含氣量數(shù)據(jù)，這些含氣量數(shù)據(jù) 用于氣藏模擬和生產(chǎn)預(yù)測(cè)。為此，必須了解頁(yè)巖巖心或煤心的含氣量和解吸特性。因此，頁(yè) 巖氣/煤層氣含氣量測(cè)試設(shè)備對(duì)于頁(yè)巖氣和煤層氣勘探開(kāi)發(fā)非常重要。
[0003] 以頁(yè)巖氣為例，目前用于頁(yè)巖氣現(xiàn)場(chǎng)解吸量測(cè)量的儀器有兩類：一類是以質(zhì)量流 量計(jì)為計(jì)量方式的頁(yè)巖氣現(xiàn)場(chǎng)解吸量測(cè)定儀，這類儀器可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化計(jì)量，但是由于質(zhì) 流流量計(jì)量體積時(shí)要求氣體組成單一或組成不變，測(cè)量不同的氣體，需經(jīng)過(guò)換算才得到氣 體流過(guò)流量計(jì)的真實(shí)體積，并且當(dāng)氣體中含有水蒸氣時(shí)，其測(cè)量值將會(huì)發(fā)生較大偏離，對(duì)于 頁(yè)巖的現(xiàn)場(chǎng)解吸氣測(cè)量，其組分隨著解吸時(shí)間的推移也會(huì)發(fā)生變化，巖心出筒不可避免的 要含有一定的水分，這也直接影響了測(cè)量結(jié)果。如果停電，他就無(wú)法采用手動(dòng)計(jì)量。第二類 方法是采用傳統(tǒng)的排水集氣法進(jìn)行測(cè)量，讀數(shù)時(shí)需要人工將盛水的容器移致計(jì)量玻璃管附 近，用肉眼進(jìn)行水位對(duì)齊后進(jìn)行讀數(shù)。一筒巖心出來(lái)后，一般要取3-4個(gè)樣以上，由于現(xiàn)場(chǎng) 解吸量的計(jì)量周期最短需要每2分種讀一個(gè)數(shù)，夜間也必須隨時(shí)有人進(jìn)行讀數(shù)，所以工作 量很大，且未能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，同時(shí)當(dāng)玻璃管充滿氣體后，則無(wú)法切換測(cè)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種含氣量的現(xiàn)場(chǎng)解吸測(cè)量裝 置及其測(cè)量方法，能夠直接自動(dòng)計(jì)量體積，能適應(yīng)解吸量大小不等的巖石樣品。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種含氣量解吸測(cè)定裝置，包括：與解吸氣源連接 的第一電磁閥，與所述第一電磁閥連接的氣水分離裝置，與所述氣水分離裝置連接的第二 電磁閥，與所述第二電磁閥連接的氣體容器，所述氣體容器的出口設(shè)有第三電磁閥，其中， 所述氣體容器設(shè)有壓力測(cè)量裝置，所述壓力測(cè)量裝置與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接，所述第一和第 二電磁閥用于控制進(jìn)氣，所述第三電磁閥用于控制放氣。
[0006] 根據(jù)上述裝置，能夠直接、自動(dòng)計(jì)量氣體的體積，儀器準(zhǔn)確度高，能適應(yīng)解吸量大 小不等的巖石樣品。
[0007] 在上述裝置中，所述氣體容器外設(shè)置有保溫裝置。通過(guò)設(shè)置保溫裝置，能夠確保測(cè) 量過(guò)程中氣體容器的溫度恒定，從而有利于避免溫度的微小變化對(duì)測(cè)量的影響，從而有利 于提商測(cè)量的精確性。
[0008] 在上述裝置的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述氣水分離裝置為氣水分離器。通過(guò)氣水分 離裝置(如氣水分離器）能夠過(guò)濾解吸氣體中的水蒸氣，從而避免水蒸氣對(duì)測(cè)量的影響。
[0009] 本發(fā)明中，所述解吸氣源包括非常規(guī)天燃?xì)猓缑簩託?、?yè)巖氣等。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種利用上述裝置測(cè)定含氣量的方法，包括將 解吸氣體進(jìn)行氣水分離，然后通入氣體容器，通過(guò)壓力測(cè)量裝置測(cè)定氣體容器內(nèi)的壓力并 將壓力信號(hào)傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0011] 根據(jù)上述方法，根據(jù)解吸氣體進(jìn)入氣體容器后所述氣體容器中的壓力，通過(guò)玻義 爾-瑪律特定律計(jì)算出氣體體積。由于解吸罐中的樣品的量是定量的，從而可以得到樣品 中的含氣量。根據(jù)本發(fā)明提供的方法，其采集周期短，可適用于不量解吸量的樣品，計(jì)量的 是氣體的體積與氣體分子質(zhì)量無(wú)關(guān)，數(shù)據(jù)精確可靠。
[0012] 在上述方法中，所述氣體容器內(nèi)的溫度恒定。恒定的溫度有利于提高測(cè)量的精確 性，避免溫度的變化對(duì)測(cè)量帶來(lái)的不利因素。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供了一種含氣量解吸測(cè)定裝置，包括：分別與不同 解吸氣源連接的若干個(gè)第一電磁閥，與所述第一電磁閥連接的氣水分離裝置，與所述氣水 分離裝置相連的第二電磁閥，與所述第二進(jìn)氣磁閥連接的氣體容器，所述氣體容器的出口 設(shè)有第三電磁閥，其中，所述氣體容器設(shè)有壓力測(cè)量裝置，所述壓力測(cè)量裝置與數(shù)據(jù)處理系 統(tǒng)相連，所述第一和第二電磁閥用于控制進(jìn)氣，所述第三電磁閥用于控制放氣。
[0014] 在上述裝置中，所述若干個(gè)進(jìn)氣磁閥分別于不同的解吸氣源連接，通過(guò)定時(shí)切換 進(jìn)氣磁閥，一臺(tái)設(shè)備可檢測(cè)若干個(gè)樣品，提高了檢測(cè)效率。
[0015] 在上述裝置中，所述氣體容器外設(shè)置有保溫裝置。通過(guò)設(shè)置溫度裝置，可以確保測(cè) 量過(guò)程中溫度不變，有利于提高測(cè)量的精確性。
[0016] 在上述裝置的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述氣水分離裝置為氣水分離器。通過(guò)氣水分 離裝置(如氣水分離器）能夠過(guò)濾解吸氣體中的水蒸氣，避免了水蒸氣對(duì)測(cè)量的影響。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供了一種利用上述裝置測(cè)量含氣量的方法，包括 依次打開(kāi)所述的第一電磁閥，解吸氣體進(jìn)行氣水分離，然后經(jīng)第二電磁閥進(jìn)入氣體容器，通 過(guò)壓力測(cè)量裝置測(cè)定氣體容器內(nèi)的壓力并將壓力信號(hào)傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0018] 在上述方法的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述氣體容器內(nèi)的溫度恒定。
[0019] 通過(guò)上述方法，可在較短的時(shí)間內(nèi)測(cè)量若干個(gè)樣品，有利于縮短檢測(cè)時(shí)間，提高檢 測(cè)效率。
[0020] 在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算得出所述氣體體積。 在本發(fā)明中，所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還可記錄測(cè)量時(shí)間等參數(shù)，可對(duì)來(lái)自同一樣品的解吸氣體 的體積進(jìn)行累計(jì)計(jì)算，進(jìn)而得到樣品的含氣量。所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)也可保存在存 儲(chǔ)設(shè)備，在其他設(shè)備中進(jìn)行后續(xù)處理。
[0021] 本發(fā)明中，所述解吸氣體為各種非常規(guī)天燃?xì)?，如煤層氣、?yè)巖氣等。
[0022] 本發(fā)明是根據(jù)玻義爾-瑪律特定律設(shè)計(jì)，采用包括具有固定容積的氣體容器(如 儲(chǔ)氣罐）和壓力測(cè)量裝置(如傳感器)，根據(jù)解吸氣體進(jìn)入氣體容器后氣體容器的壓力變化， 計(jì)算出氣體體積，采集周期短，可適用于不量解吸量的樣品，數(shù)據(jù)精確可靠。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明提供的方法和裝置，能夠直接、自動(dòng)測(cè)量氣體的體積，且能適應(yīng)解吸量 大小不等的巖石樣品，采集周期短；能夠避免水蒸氣對(duì)測(cè)量代來(lái)的影響，數(shù)據(jù)精確可靠。根 據(jù)本發(fā)明提供的裝置，耗電量小，在沒(méi)有電源的情況下，通過(guò)一個(gè)小型UPS就可為儀器供 電；操作簡(jiǎn)便，體積適中，適合于野外現(xiàn)場(chǎng)使用。根據(jù)本發(fā)明提供的方法和裝置，可同時(shí)測(cè)定 多個(gè)樣品，提高了測(cè)定效率，具有寬廣的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限 制。
[0026] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖中，附圖標(biāo)記8. 1-8. 6為第一 電磁閥，其分別與不同解吸氣源連接。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，解吸罐中的巖石樣品作為解 吸氣源。所述第一電磁閥8. 1-8. 6為并聯(lián)連接。與所述第一電磁閥8. 1-8. 6連接的氣水分 離裝置1。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述氣水分離裝置1為氣水分離器。第二電磁閥2與所 述氣水分離裝置1相連的。所述第二電磁閥2用于定時(shí)開(kāi)啟使氣體進(jìn)入容器。氣體容器4 與所述第二電磁閥2連接。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述氣體容器4的容積為4000ml。在 另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述氣體容器4外設(shè)置有保溫裝置5,如保溫箱。所述氣體容器的 出口設(shè)有第三電磁閥6，所述第三電磁閥用于控制放氣。所述氣體容器4設(shè)有壓力測(cè)量裝置 3,所述壓力測(cè)量裝置3與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)7相連。測(cè)量結(jié)束后，通過(guò)第三電磁閥6使氣體容 器與大氣保持連通。
[0027] 下面對(duì)本發(fā)明中的裝置進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。
[0028] 將50mL空氣由第一電磁閥8. 1、氣水分離器1和第二電磁閥2注入氣體容器4后， 關(guān)閉第二電磁閥2,此時(shí)氣體容器4內(nèi)的氣體壓力增加，通過(guò)壓力測(cè)量裝置3測(cè)定所述氣體 容器4內(nèi)的壓力，約10秒鐘后，壓力顯示穩(wěn)定，所述壓力測(cè)量裝置3將所述數(shù)值傳送至數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)7,由其計(jì)算得到的氣體體積為50. 04mL。打開(kāi)第三電磁閥6放氣。
[0029] 由此表明，根據(jù)本發(fā)明提供的裝置測(cè)量精度很高，本發(fā)明提供的方法可靠實(shí)用。
[0030] 應(yīng)當(dāng)注意的是，以上所述的實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何 限制。通過(guò)參照典型實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解為其中所用的詞語(yǔ)為描述性 和解釋性詞匯，而不是限定性詞匯。可以按規(guī)定在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明作出 修改，以及在不背離本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修訂。盡管其中描述的本發(fā)明涉 及特定的方法、材料和實(shí)施例，但是并不意味著本發(fā)明限于其中公開(kāi)的特定例，相反，本發(fā) 明可擴(kuò)展至其他所有具有相同功能的方法和應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1. 一種含氣量解吸測(cè)定裝置，包括：與解吸氣源連接的第一電磁閥，與所述第一電磁 閥連接的氣水分離裝置，與所述氣水分離裝置連接的第二電磁閥，與所述第二電磁閥連接 的氣體容器，所述氣體容器的出口設(shè)有第三電磁閥，其中，所述氣體容器設(shè)有壓力測(cè)量裝 置，所述壓力測(cè)量裝置與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接，所述第一和第二電磁閥用于控制進(jìn)氣，所述第 三電磁閥用于控制放氣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述氣體容器外設(shè)置有保溫裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述氣水分離裝置為氣水分離器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)裝置測(cè)定含氣量的方法，包括將解吸氣體進(jìn)行氣水 分離，然后通入氣體容器，通過(guò)壓力測(cè)量裝置測(cè)定氣體容器內(nèi)的壓力并將壓力信號(hào)傳送至 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述氣體容器內(nèi)的溫度恒定。
6. -種含氣量解吸測(cè)定裝置，包括：分別與不同解吸氣源連接的若干個(gè)第一電磁閥， 與所述第一電磁閥連接的氣水分離裝置，與所述氣水分離裝置相連的第二電磁閥，與所述 第二進(jìn)氣磁閥連接的氣體容器，所述氣體容器的出口設(shè)有第三電磁閥，其中，所述氣體容器 設(shè)有壓力測(cè)量裝置，所述壓力測(cè)量裝置與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連，所述第一和第二電磁閥用于 控制進(jìn)氣，所述第三電磁閥用于控制放氣。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述氣體容器外設(shè)置有保溫裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，所述氣水分離裝置為氣水分離器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6?8中任意一項(xiàng)所述裝置測(cè)量含氣量的方法，包括依次打開(kāi)所述的 第一電磁閥，解吸氣體進(jìn)行氣水分離，然后經(jīng)第二電磁閥進(jìn)入氣體容器，通過(guò)壓力測(cè)量裝置 測(cè)定氣體容器內(nèi)的壓力并將壓力信號(hào)傳送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述氣體容器內(nèi)的溫度恒定。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK104155207SQ201310176702
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月14日
【發(fā)明者】范明, 蔣啟貴, 劉偉新, 俞凌杰, 張文濤, 王強(qiáng), 陳紅宇, 宋小瑩 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院