專利名稱：等溫吸附測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及非常規(guī)氣體勘探技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及非常規(guī)氣體等溫吸附測試系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如煤層氣作為一種典型的非常規(guī)天然氣，在非常規(guī)氣體中具有一定的代表性，其運聚機制和氣藏模式與常規(guī)天然氣均不相同，這些都直接制約了我國煤層氣產(chǎn)業(yè)化的進程，利用高溫、高壓巖心測試分析技術(shù)為基礎(chǔ)，充分考慮煤層氣的吸附解吸特性，嫁接常規(guī)天然氣成藏模擬技術(shù)，設(shè)計開發(fā)煤層氣成藏模擬系統(tǒng)具有重要科學(xué)意義。 目前，開展石油天然氣的模擬研究工作較多，如利用高溫高壓模擬實驗裝置進行天然氣水溶對流實驗，以及油氣水相滲流實驗等。所使用的實驗設(shè)備是針對石油天然氣特點設(shè)計制造。然而，煤層氣不同于石油天然氣，其運聚機制和氣藏模式與常規(guī)石油天然氣均不相同，石油天然氣實驗設(shè)備難以應(yīng)用到煤層氣的實驗技術(shù)領(lǐng)域。工程技術(shù)人員為解決石油天然氣模擬實驗設(shè)備不能應(yīng)用到煤層氣實驗中的問題，針對煤層氣的特點研制了實驗設(shè)備。如中國專利公開號為200420093572.0，它公開了一種煤層氣成藏模擬裝置，該設(shè)備由氣體增壓泵、恒溫柜、控制系統(tǒng)及計算機采集處理系統(tǒng)組成。特性是在恒溫柜內(nèi)有多功能巖心倉，巖心倉兩端有壓力傳感器和溫度傳感器，進氣端采用管線、閥與氣體增壓泵相連，為巖心倉提供模擬試驗壓力，模擬不同溫度，不同壓力，不同水動力條件下煤層氣的保存條件利用傳感器和計算機采集實驗數(shù)據(jù)，進行對比、分析，研究煤層氣的運移方式和氣藏的封蓋能力。前述公開文件的煤層氣成藏模擬裝置的作用是研究煤層氣的運移方式和氣藏的封蓋能力，在技術(shù)領(lǐng)域存在一定的局限性；且其操作方式為電控方式，非常規(guī)氣體作為特殊氣體直接用電路驅(qū)動存在很高的安全隱患；另外，柱塞式增壓泵為試樣加壓的最高耐壓為20mpa，而大多數(shù)非常規(guī)氣體的模擬地藏環(huán)境的壓力值往往大于20mpa ;以及恒溫柜最高溫為100°C溫差難以控制等，都有可能導(dǎo)致獲得的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、有偏差等。如上所述煤層氣是作為一種非常規(guī)氣體的典范，是作為一種參考氣體的體現(xiàn)，并不直接制約說明書對非常規(guī)氣體的描述。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種新型的等溫吸附測試系統(tǒng)，解決上述問題。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下一種等溫吸附測試系統(tǒng)，包括機械執(zhí)行系統(tǒng)、增壓泵、恒溫油槽控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述機械執(zhí)行系統(tǒng)包括梭閥、第一調(diào)壓閥、兩個關(guān)斷閥、兩個安全閥、兩個第二調(diào)壓閥、至少三個壓力變送器和至少一個氣動切換閥，所述兩個關(guān)斷閥一端分別與氣源連接，另一端分別與所述兩個安全閥連接，所述梭閥的兩個輸入端分別與所述兩個安全閥連接，所述梭閥的輸出端和所述增壓泵輸入端連接，所述增壓泵的兩個輸出端分別與所述兩個第二調(diào)壓閥連接，其中一個所述第二調(diào)壓閥通過所述第一調(diào)壓閥與壓縮空氣源連接，另外一個所述第二調(diào)壓閥通過所述壓力變送器與所述氣動切換閥連接，所述氣動切換閥分別與參考te和樣品te連接；所述參考罐的另一端和所述樣品罐另一端分別連接一個壓力變送器，與所述參考罐連接的所述壓力變送器和與樣品罐連接的所述壓力變送器之間連接一個所述數(shù)據(jù)采集裝置，所述樣品罐內(nèi)設(shè)有存儲腔；所述恒溫油槽內(nèi)設(shè)有制冷器、加熱器、傳送泵和溫度儀，所述溫度儀控制所述制冷器和所述加熱器進行溫度調(diào)節(jié)，所述傳送泵控制所述恒溫油槽內(nèi)的液體進行循環(huán)。優(yōu)選的，所述的恒溫油槽溫度能夠控制在15攝氏度至95攝氏度之間。優(yōu)選的，所述存儲腔采用雙層蓋密封方式，所述存儲腔內(nèi)設(shè)有一個可更換的10-200目的篩網(wǎng)。 優(yōu)選的，所述樣品罐的數(shù)量為1-4個。優(yōu)選的，所述樣品罐能夠單獨運行或同時運行。優(yōu)選的，所述樣品罐罐體兩端采用T型壓帽壓緊封頭，所述封頭外設(shè)有圓形槽，所述圓形槽內(nèi)設(shè)置聚四氟墊，外部有凹型壓帽將所述T型壓帽和所述樣品罐罐體密封螺紋連接，所述凹型壓帽與高壓管連接，所述T型壓帽壓緊所述封頭時，所述封頭內(nèi)部的所述聚四氟墊圈緊貼罐體內(nèi)壁，所述凹型壓帽與所述樣品罐罐體連接，所述高壓管與所述樣品罐內(nèi)部密封。本實用新型的有益效果可以總結(jié)如下本實用新型的等溫吸附測試系統(tǒng)通過壓力變化計算出參考腔、樣品腔體積，再推導(dǎo)出可吸附物吸附的非常規(guī)氣體的體積。采用多級控制技術(shù)，實現(xiàn)對特種氣體的安全驅(qū)動。本實用新型的存儲倉一端的端蓋內(nèi)部設(shè)有一個10-200目的篩網(wǎng)，將吸附物質(zhì)裝入存儲倉進行模擬測試的目的，防止可吸附物由于壓力變化而溢出。本實用新型解決了對非常規(guī)氣體檢測單一，設(shè)備多樣時間成本高的問題。本實用新型四通道獨立運行，測試系統(tǒng)可以同時支持四通道的獨立運行，其運行過程獨立進行，大大的提高了執(zhí)行的效率和節(jié)省了資源成本。

圖I是本實用新型的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的恒溫油槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型的樣品罐結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖I所示的本實用新型的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖，本實用新型的等溫吸附測試系統(tǒng)包括機械執(zhí)行系統(tǒng)、增壓泵、恒溫油槽控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述機械執(zhí)行系統(tǒng)包括兩個關(guān)斷閥13、兩個安全閥12、梭閥11、第一調(diào)壓閥9、兩個第二調(diào)壓閥7、至少三個壓力變送器2和至少一個氣動切換閥6，所述兩個關(guān)斷閥13的一端分別與氣體A和氣體B氣源連接，另一端分別與所述安全閥12連接，所述梭閥11輸入端分別與所述安全閥12連接，輸出端和所述增壓泵8連接，所述增壓泵8另外兩端分別與第二調(diào)壓閥7連接，其中一個第二調(diào)壓閥7通過第一調(diào)壓閥9與壓縮空氣源10連接，另外一個第二調(diào)壓閥7通過所述壓力變送器2與所述氣動切換閥6連接，所述氣動切換閥6與參考罐4連接，所述氣動切換閥6通過開關(guān)閥5與樣品罐3連接，所述參考罐4和所述樣品罐3的另一端分別連接一個壓力變送器2，與所述參考罐4連接的所述壓力變送器2和與樣品罐3連接的所述壓力變送器2之間連接一個所述數(shù)據(jù)采集裝置I。工作時首先打開氣體B氣源14的關(guān)斷閥13，氣體B對本實用新型的等溫吸附測試系統(tǒng)的氣路進行沖洗，將所述氣路中的空氣排除干凈，然后關(guān)斷氣體B氣源14的關(guān)斷閥13，打開氣體A氣源15的關(guān)斷閥13，氣體A進入氣路系統(tǒng)，本實用新型測試中的實驗氣體A能夠達到40MPa，一般的控制方式很難滿足可燃性高壓氣體控制，本實用新型采用采用多級控制技術(shù)，實現(xiàn)對特種氣體的操作驅(qū)動。 等溫吸附測試系統(tǒng)通過壓力變化計算出參考腔、樣品腔體積，再推導(dǎo)出可吸附物的非常規(guī)氣體的體積的計算方式。數(shù)據(jù)采集裝置I主要包括模擬量數(shù)據(jù)采集模塊、模擬量數(shù)據(jù)輸出控制模塊、恒溫油槽溫度設(shè)定及監(jiān)測功能模塊，采用美國NI公司LABVIEW作為開發(fā)工具進行數(shù)據(jù)采集并傳回計算機處理。圖2是本實用新型的恒溫油槽結(jié)構(gòu)示意圖，所述恒溫油槽內(nèi)設(shè)有制冷器26、加熱器28、傳送泵27和溫度儀29，所述的溫度儀29控制所述制冷器26和加熱器28工作，將溫度范圍可控制在+15 +95°C;恒溫油槽內(nèi)裝有硅油25，傳送泵27控制硅油循環(huán)流動，保持恒溫油槽內(nèi)硅油25溫度均衡，恒溫油槽的工作容積為100Cm*50Cm*25Cm，可確保在低于室溫條件下4個樣品罐同時進行實驗。本實用新型的恒溫油槽采用全封閉壓縮機組制冷，所述制冷系統(tǒng)設(shè)有過熱、過電流多重保護裝置。如圖3是本實用新型的樣品罐結(jié)構(gòu)示意圖，在恒溫油槽內(nèi)有四個樣品罐3和四個參考罐4，所述樣品罐3和所述參考罐4成對存在，所述參考罐4的結(jié)構(gòu)如下所述參考罐
4內(nèi)設(shè)有高壓空腔23，所述高壓空腔23與樣品罐3采用高壓管17及氣動切換閥6連接，為樣品te 3提供|吳擬實驗壓力，實現(xiàn)參考4和樣品3的吸附或解吸實驗；樣品Sil 3的結(jié)構(gòu)如下所述樣品罐內(nèi)部設(shè)有高壓腔23，所述樣品罐3的高壓腔內(nèi)設(shè)有存儲腔19，存儲腔內(nèi)裝滿可吸附物，存儲腔上壓帽20和存儲腔下壓帽21之間設(shè)有一個60-80目的篩網(wǎng)22，能夠防止可吸附物由于壓力變化而溢出。罐體兩端采用T型壓帽18壓緊封頭，封頭外設(shè)有圓形槽，所述圓形槽內(nèi)設(shè)置聚四氟墊，外部凹型壓帽16將T型壓帽18和罐體密封螺紋連接，凹型壓帽16與高壓管17連接，當(dāng)T型壓帽18壓緊封頭，封頭內(nèi)部的聚四氟墊圈與內(nèi)壁緊貼罐體內(nèi)壁，并同時將凹型壓帽16與罐體連接，起到高壓管17與樣品罐3內(nèi)部密封的作用。本實用新型的四個通道能夠獨立運行，測試系統(tǒng)可以同時支持四通道的獨立運行，其運行過程獨立進行，大大的提高了執(zhí)行的效率和節(jié)省了資源成本。以上通過具體的和優(yōu)選的實施例詳細的描述了本實用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實用新型并不局限于以上所述實施例，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種等溫吸附測試系統(tǒng)，包括機械執(zhí)行系統(tǒng)、增壓泵、恒溫油槽控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述機械執(zhí)行系統(tǒng)包括梭閥、第一調(diào)壓閥、兩個關(guān)斷閥、兩個安全閥、兩個第二調(diào)壓閥、至少三個壓力變送器和至少一個氣動切換閥，所述兩個關(guān)斷閥一端分別與氣源連接，另一端分別與所述兩個安全閥連接，所述梭閥的兩個輸入端分別與所述兩個安全閥連接，所述梭閥的輸出端和所述增壓泵輸入端連接，所述增壓泵的兩個輸出端分別與所述兩個第二調(diào)壓閥連接，其中一個所述第二調(diào)壓閥通過所述第一調(diào)壓閥與壓縮空氣源連接，另外一個所述第二調(diào)壓閥通過所述壓力變送器與所述氣動切換閥連接，所述氣動切換閥分別與參考te和樣品te連接； 其特征在于所述參考罐的另一端和所述樣品罐另一端分別連接一個壓力變送器，與所述參考罐連接的所述壓力變送器和與樣品罐連接的所述壓力變送器之間連接一個所述數(shù)據(jù)采集裝置，所述樣品罐內(nèi)設(shè)有存儲腔； 所述恒溫油槽內(nèi)設(shè)有制冷器、加熱器、傳送泵和溫度儀，所述溫度儀控制所述制冷器和所述加熱器進行溫度調(diào)節(jié)，所述傳送泵控制所述恒溫油槽內(nèi)的液體進行循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等溫吸附測試系統(tǒng)，其特征在于所述的恒溫油槽溫度能夠控制在15攝氏度至95攝氏度之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等溫吸附測試系統(tǒng)，其特征在于所述存儲腔采用雙層蓋密封方式，所述存儲腔內(nèi)設(shè)有一個可更換的10-200目的篩網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等溫吸附測試系統(tǒng)，其特征在于所述樣品罐的數(shù)量為1-4個。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等溫吸附測試系統(tǒng)，其特征在于所述樣品罐能夠單獨運行或同時運行。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等溫吸附測試系統(tǒng)，其特征在于所述樣品罐罐體兩端采用T型壓帽壓緊封頭，所述封頭外設(shè)有圓形槽，所述圓形槽內(nèi)設(shè)置聚四氟墊，外部有凹型壓帽將所述T型壓帽和所述樣品罐罐體密封螺紋連接，所述凹型壓帽與高壓管連接，所述T型壓帽壓緊所述封頭時，所述封頭內(nèi)部的所述聚四氟墊圈緊貼罐體內(nèi)壁，所述凹型壓帽與所述樣品罐罐體連接，所述高壓管與所述樣品罐內(nèi)部密封。
專利摘要一種等溫吸附測試系統(tǒng)，包括機械執(zhí)行系統(tǒng)、增壓泵、恒溫油槽控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，機械執(zhí)行系統(tǒng)包括氣動切換閥，氣動切換閥分別與參考罐和樣品罐連接；參考罐的另一端和樣品罐另一端分別連接一個壓力變送器，與參考罐連接的壓力變送器和與樣品罐連接的壓力變送器之間連接一個數(shù)據(jù)采集裝置，所述樣品罐內(nèi)設(shè)有存儲腔；所述恒溫油槽內(nèi)設(shè)有制冷器、加熱器、傳送泵和溫度儀，所述溫度儀控制所述制冷器和所述加熱器進行溫度調(diào)節(jié)，所述傳送泵控制所述恒溫油槽內(nèi)的液體進行循環(huán)。本實用新型的等溫吸附測試系統(tǒng)通過壓力變化計算出參考腔、樣品腔體積，再推導(dǎo)出可吸附物吸附的氣體的體積。采用多級控制技術(shù)，實現(xiàn)對特種氣體的安全驅(qū)動。
文檔編號G01V9/00GK202562910SQ20122023246
公開日2012年11月28日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者郭景晶, 葉劍波, 胡威偉 申請人:北京中天榮泰科技發(fā)展有限公司