專利名稱：一種天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心氣體的采集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體采集領(lǐng)域，更具體的涉及一種用于天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)快速采集巖心(及水合物)中烴類氣體的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
天然氣水合物是一種高密度(I m3可釋放164 m3的甲烷)的清潔能源，是全球煤、石油、天然氣等常規(guī)能源資源總和的2倍，已引起全球許多國(guó)家的高度關(guān)注。鉆探過程中，巖心釋放氣體量的大小，是現(xiàn)場(chǎng)快速判斷水合物存在與否的關(guān)鍵參數(shù)之一。因此，水合物鉆井巖心現(xiàn)場(chǎng)快速采氣裝置，是鉆探現(xiàn)場(chǎng)氣體采集、測(cè)量、進(jìn)而快速判識(shí)水合物的重要基礎(chǔ)裝備。經(jīng)過文獻(xiàn)檢索，目前國(guó)內(nèi)外天然氣水合物鉆井巖心氣體采集方法，主要有頂空氣法和靜置排氣法。前者主要用于米集巖心(或巖屑)中的氣體，后者則用于米集水合物巖心的氣體，具體方法如下: 1、頂空氣法，具體操作是:將5cm長(zhǎng)的巖心樣品稱重并裝入配有隔墊的金屬罐中，力口水使金屬罐與樣品之間充滿水，上部留有一定的空間位置(100ml)，水中加入2.3g的殺菌齊IKsodium azide)，然后把樣品和水密封起來，倒置冷藏及運(yùn)輸，送到實(shí)驗(yàn)室后，將冷藏的樣品溫度恢復(fù)到20°C，再行5分鐘的高速機(jī)械振蕩，然后取一定量的容器頂部空間氣體(15ml)進(jìn)行烴成分和同位素分析。該方法采用常溫機(jī)械振蕩方式釋放氣體，優(yōu)點(diǎn)是:野外操作簡(jiǎn)單、快捷；缺點(diǎn)是:(1)隨著水合物的分解及氣體釋放，金屬罐內(nèi)的壓力越來越大，抑制了水合物的分解，導(dǎo)致氣體釋放不完全；(2)分解釋放出的烴類氣體混入了金屬罐頂部預(yù)留空間的空氣，造成一系列分析誤差。2、靜置排水法，具體操作是:選擇含量較高且肉眼可見的水合物巖心樣品，將其浸沒在水下，水合物分解釋放的氣體，用置換水法將釋放出的氣體收集到可用瓶塞密封的玻璃容器中，或暫時(shí)收集于60ml的塑料注射器內(nèi)，然后導(dǎo)入專用的玻璃瓶中封存。該方法采用常溫下自然靜置釋放，排水取氣，優(yōu)點(diǎn)是野外操作簡(jiǎn)單，排除了空氣的影響；缺點(diǎn)是:(1)靜置自然釋放速度較慢；(2)樣品分解釋放受環(huán)境溫度影響較大，使得水合物分解程度不一，氣體釋放量誤差較大。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上兩種方法均具有野外操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，但也都具有分解速度慢、效率低、不完全，以及易受環(huán)境溫度影響等缺點(diǎn)，而且還可能受到空氣混入污染的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一套能夠用于天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心中烴類氣體的快速采集系統(tǒng)，該采集系統(tǒng)具備材質(zhì)優(yōu)良、操作簡(jiǎn)便、工作效率高和采集氣體樣品質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:一種天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心氣體的采集系統(tǒng)，包括集氣罐、水浴恒溫箱、震動(dòng)臺(tái)和集氣瓶，所述水浴恒溫箱放置于所述震動(dòng)臺(tái)上，所述集氣罐包括可拆分的罐體和罐體蓋，且所述罐體和罐體蓋能夠密封連接，采用所述采集系統(tǒng)收集巖心氣體時(shí)，裝有巖心樣品的罐體與罐體蓋在水浴恒溫箱的恒溫飽和鹽水環(huán)境下密封連接，且所述集氣瓶在恒溫飽和鹽水環(huán)境下連接于罐體蓋的集氣出口。進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的采集系統(tǒng)，其中所述罐體為上端開口、下端封閉的筒式結(jié)構(gòu)，開口端用于放入巖心樣品和注入飽和鹽水，開口端外壁設(shè)有兩個(gè)以上的密封圈卡槽，且在所述密封圈卡槽內(nèi)嵌有密封圈。進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的采集系統(tǒng)，其中所述罐體蓋為套裝在罐體開口端的可拆卸式集氣和導(dǎo)氣裝置，并通過所述密封圈與所述罐體形成滑動(dòng)式密封連接。進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的采集系統(tǒng)，其中所述罐體蓋下部為圓筒狀、中部為圓臺(tái)狀、上部為圓管狀，且罐體蓋下部圓筒內(nèi)壁直徑略大于所述罐體開口端外壁直徑，罐體蓋中部圓臺(tái)內(nèi)壁光滑，罐體蓋上部圓管作為集氣導(dǎo)管伸入倒置的集氣瓶中。

進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的采集系統(tǒng)，其中在所述集氣導(dǎo)管的底部設(shè)置有集氣導(dǎo)管開關(guān)，用于控制集氣罐內(nèi)氣體經(jīng)過集氣導(dǎo)管通過，所述集氣導(dǎo)管開關(guān)之上的集氣導(dǎo)管外壁設(shè)置有三個(gè)以上的集氣瓶托架，通過固定螺絲將所述集氣瓶扣卡固定于所述集氣瓶托架上，并保證所述集氣導(dǎo)管伸入所述集氣瓶?jī)?nèi)且其外壁與集氣瓶?jī)?nèi)壁間留有間隙。進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的采集系統(tǒng)，其中所述水浴恒溫箱包括水槽、集氣罐卡槽和溫度控制面板，所述水槽用于盛放飽和鹽水，所述集氣罐卡槽設(shè)置于所述水槽內(nèi)，用于固定集氣罐，所述溫度控制面板設(shè)置于水槽外壁面上，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)水槽內(nèi)的鹽水溫度。進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的采集系統(tǒng)，其中所述震動(dòng)臺(tái)包括減震器、震動(dòng)臺(tái)托盤、震動(dòng)臺(tái)控制開關(guān)和震動(dòng)臺(tái)基座，所述震動(dòng)臺(tái)托盤通過減震器設(shè)置于震動(dòng)臺(tái)基座上，所述震動(dòng)臺(tái)控制開關(guān)用于控制震動(dòng)臺(tái)托盤的震動(dòng)，水浴恒溫箱卡扣于所述震動(dòng)臺(tái)托盤的臺(tái)面上。進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的采集系統(tǒng)，其中所述集氣瓶為測(cè)試分析專用的集氣瓶，瓶蓋帶有取氣孔和密封墊。本發(fā)明所述天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心氣體采集系統(tǒng)的用途，用所述采集系統(tǒng)對(duì)天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)的巖心中烴類氣體進(jìn)行收集，具體包括:首先將鉆探取出的巖心樣品清洗后放入所述罐體內(nèi)，接著在水浴恒溫箱的飽和鹽水下將罐體蓋扣置在罐體上、將集氣瓶扣置在罐體蓋的集氣出口，并排除其中的空氣，然后在預(yù)設(shè)溫度和震動(dòng)頻率下對(duì)巖心樣品的釋放氣體收集預(yù)定時(shí)間。通過本發(fā)明所述的巖心氣體采集系統(tǒng)至少能夠達(dá)到以下技術(shù)效果:
1、材質(zhì)優(yōu)良
(1)本發(fā)明所述裝置中的集氣罐I所用材質(zhì)為不銹鋼質(zhì)，內(nèi)表面光滑，既抗磨耐用，又抗腐蝕，還能避免對(duì)巖心釋放出氣體的污染；
(2)本發(fā)明所述裝置中的水浴恒溫箱2外體和震動(dòng)臺(tái)3主體均為型鋼(刷漆)，水槽2-1和集氣罐卡槽為PPR塑料，前者經(jīng)久耐用，后者耐腐蝕，可長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)使用。2、操作簡(jiǎn)便
(I)本發(fā)明所述裝置在用集氣罐I取氣前，樣品放入、封蓋方便。將待采集氣體的水合物巖心樣品直接放入集氣罐罐體1-1后，將罐體蓋1-2套在罐體開口端輕輕按下即可封蓋，操作十分方便。填補(bǔ)了本領(lǐng)域尚無此類裝置的空白，也克服了相近領(lǐng)域類似裝置操作復(fù)雜之不足；
(2)本發(fā)明所述裝置的取氣過程簡(jiǎn)單方便。樣品放入集氣罐罐體1-1后，連同后者浸沒水浴恒溫箱的飽和鹽水下，并置于集氣罐卡槽2-2內(nèi)，然后用罐體蓋1-2封蓋后，在水下將集氣瓶倒置套在集氣導(dǎo)管1-7上，固定后即開始了取氣，取氣結(jié)束后，在水下將集氣瓶擰緊密封即可送往現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室直接測(cè)試或放入冰箱冷藏室存放，操作十分方便。避免了用注射器扎入集氣罐抽取，再注入專用集氣瓶的繁瑣過程，也避免了轉(zhuǎn)置過程中空氣的混入。3、工作效率高
(1)本發(fā)明所述裝置中的集氣罐I在裝入、封蓋巖心樣品時(shí)，操作簡(jiǎn)單輕松，中間環(huán)節(jié)少，提高了采氣樣品的封裝效率；
(2)本發(fā)明所述裝置中的集氣罐I中的樣品在釋放氣體的同時(shí)，專用集氣瓶即開始了排水采氣，脫氣與取氣同時(shí)進(jìn)行，克服了現(xiàn)有取氣、轉(zhuǎn)置等系列中間過程，提高了取氣效率；
(3)本發(fā)明所述裝置中的集氣罐I在水浴恒溫箱2內(nèi)加溫，可顯著加快水合物巖心的氣體釋放速度，提高了氣體采集效率；
(4)本發(fā)明所述裝置中利用震動(dòng)臺(tái)3震蕩集氣罐1，既加快了集氣罐I中水合物巖心樣品釋放氣體的速度，也可促進(jìn)集氣罐I內(nèi)壁上吸附的氣體匯集到集氣導(dǎo)管1-7，還保持了所有樣品采氣環(huán)境溫度的恒定。不僅保證了氣體收集的完全高效，而且保證了不同巖心采氣量的可比性；
(5)本發(fā)明所述裝置從封裝水合物巖心樣品、釋放氣體、氣體采集、震蕩集氣到氣體封存，整個(gè)過程一次完成，簡(jiǎn)化了一系列中間過程，大大提高了氣體采集效率。4、采集氣體樣品質(zhì)量好
利用本發(fā)明所述裝置進(jìn)行水合物巖心釋放氣體采集的所有操作，都是在飽和鹽水下操作完成的，既克服了混入空氣的污染，又可用鹽水即刻封存，可防止微生物對(duì)所采集水合物釋放氣體的破壞和改造，保證了所采集氣體樣品的質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明所述天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心氣體采集系統(tǒng)的組件拆分示意圖； 圖2為使用本發(fā)明所述天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心氣體采集系統(tǒng)進(jìn)行氣體采集的示
意 圖中各附圖標(biāo)記的含義如下:
I為集氣罐:1-1為罐體、1-2為罐體蓋、1-3為密封圈卡槽、1-4為密封圈、1-5為集氣瓶托架、1-6為固定螺絲、1-7為集氣導(dǎo)管、1-8為集氣導(dǎo)管開關(guān)；
2為水浴恒溫箱:2-1為水槽、2-2為集氣罐卡槽、2-3為溫度控制面板；
3為震動(dòng)臺(tái):3-1為減震器、3-2為震動(dòng)臺(tái)托盤、3-3為震動(dòng)臺(tái)控制開關(guān)、3-4為震動(dòng)臺(tái)基
座；
4為集氣瓶。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心中烴類氣體采集系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的描述，以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更清楚的理解本發(fā)明的方案，但并不因此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。如附圖1所示，本發(fā)明所述天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心中烴類氣體采集系統(tǒng)總體包括集氣te 1、水浴恒溫箱2、震動(dòng)臺(tái)3和集氣瓶4四部分(圖1)。其中，集氣iiS I又包括iiS體1-1、罐體蓋1-2、密封圈卡槽1-3、密封圈1-4、集氣瓶托架1-5、固定螺絲1_6、集氣導(dǎo)管1-7、集氣導(dǎo)管開關(guān)1-8 ;水浴恒溫箱2具體又包括水槽2-1、集氣罐卡槽2-2和溫度控制面板2-3 ;震動(dòng)臺(tái)3具體又包括減震器3-1、震動(dòng)臺(tái)托盤3-2、震動(dòng)臺(tái)控制開關(guān)3-3和震動(dòng)臺(tái)基座3-4。各部分的(圖1)進(jìn)一步說明如下:
所述集氣罐I包括的罐體1-1為上端開口、下端封閉的筒式結(jié)構(gòu)，開口端用于放入巖心樣品和注入飽和鹽水；開口端外壁設(shè)有兩個(gè)以上、優(yōu)選為三個(gè)密封圈卡槽1-3，用于固定密封圈1-4,所述的密封圈1-4優(yōu)選米樣橡膠密封圈。集氣罐I包括的罐體蓋1-2為套裝在罐體I開口端的可拆卸式集氣和導(dǎo)氣裝置，用于匯集水合物巖心釋放的氣體進(jìn)入專用集氣瓶4 ;罐體蓋1-2通過橡膠密封圈1-4與罐體1-1形成滑動(dòng)的密封連接，以防氣體從連接處外漏。罐體蓋1-2下部為圓筒狀、中部為圓臺(tái)狀、上部為圓管狀,罐體蓋1-2下部圓筒內(nèi)壁直徑略大于罐體1-1開口端外壁直徑,確保罐體蓋1-2能輕松套在罐體1-1上；罐體蓋1-2中部為圓臺(tái)狀，利于氣體匯集并進(jìn)入集氣導(dǎo)管1-7，這部分內(nèi)壁要求光滑，以減少吸著在內(nèi)壁上的氣體量；罐體蓋1-2上部圓管可直接作為集氣導(dǎo)管1-7，用于將罐體1-1中釋放、罐體蓋1-2中匯集的氣體全部導(dǎo)入倒置的集氣瓶4，所述集氣瓶4為收集烴類氣體的專用集氣瓶；在集氣導(dǎo)管1-7底部設(shè)置有集氣導(dǎo)管開關(guān)1-8，用于控制集氣罐內(nèi)氣體經(jīng)過集氣導(dǎo)管通過，在集氣導(dǎo)管開關(guān)之上的集氣導(dǎo)管外壁設(shè)置有三個(gè)集氣瓶托架1-5，用于扣卡專用集氣瓶4，集氣瓶托架1-5的位置應(yīng)以滿足集氣導(dǎo)管1-7伸入專用集氣瓶4為宜，固定螺絲1-6用于固定專用集氣瓶4，避免集氣瓶4內(nèi)因氣體過多漂浮、歪斜造成氣體泄漏，集氣導(dǎo)管1-7深入集氣瓶?jī)?nèi)且其外壁與集氣瓶4內(nèi)壁間留有間隙，以保證氣體進(jìn)入集氣瓶4時(shí)，瓶?jī)?nèi)鹽水實(shí)時(shí)排出。

所述集氣瓶4為測(cè)試分析專用的進(jìn)氣瓶，瓶蓋帶有取氣孔和密封墊，收集到的氣體帶水倒置在水下擰緊瓶蓋密封后，即刻送往現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室直接分析。所述水浴恒溫箱2包括的水槽2-1用于盛放飽和鹽水，盛放的飽和鹽水用于排替集氣罐I和集氣瓶4內(nèi)的空氣并取氣，同時(shí)可抑制水中細(xì)菌的生長(zhǎng)及細(xì)菌對(duì)瓶中烴類氣體的改造；包括的集氣罐卡槽2-2設(shè)置于所述水槽2-1內(nèi)，用于固定集氣罐1，可根據(jù)需要設(shè)置多個(gè)卡槽2-2以使水浴恒溫箱2能夠同時(shí)放置多個(gè)集氣罐I ;所包括的溫度控制面板2-3用于自動(dòng)調(diào)節(jié)水浴恒溫箱的水槽2-1內(nèi)的鹽水溫度，設(shè)置于水槽壁面上。所述震動(dòng)臺(tái)3包括減震器3-1、震動(dòng)臺(tái)托盤3-2、震動(dòng)臺(tái)控制開關(guān)3_3和震動(dòng)臺(tái)基座3-4。所述震動(dòng)臺(tái)托盤3-2通過減震器3-1設(shè)置于震動(dòng)臺(tái)基座3-4上，所述震動(dòng)臺(tái)控制開關(guān)3-3用于控制震動(dòng)臺(tái)托盤3-2的震動(dòng)。具體的所述減震器3-1用于減少和緩沖震動(dòng)臺(tái)托盤3-2的劇烈震動(dòng)；所述震動(dòng)臺(tái)托盤3-2具體結(jié)構(gòu)由電機(jī)加一對(duì)偏心輪組成，并通過一對(duì)吊架聯(lián)軸器安裝在臺(tái)面(反面)中心位置，用于產(chǎn)生上下震動(dòng)，托盤的臺(tái)面(正面)上卡扣水浴恒溫箱2 ;震動(dòng)臺(tái)控制開關(guān)3-3用于控制震動(dòng)時(shí)間，打開開關(guān)3-3時(shí)，震動(dòng)臺(tái)托盤3-2即可帶動(dòng)裝有集氣罐I的水浴恒溫箱2做高頻震動(dòng)，利于集氣罐內(nèi)氣體的匯聚和收集。
本發(fā)明所述天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心中烴類氣體采集系統(tǒng)的操作使用方法如附圖2所示的:
首先將水浴恒溫箱2卡扣在震動(dòng)臺(tái)托盤3-2的臺(tái)面(正面)上，檢驗(yàn)震動(dòng)臺(tái)3震動(dòng)是否正常。接著將飽和鹽水倒入水浴恒溫箱的水槽2-1內(nèi)，并確保水位能在取氣瓶4的瓶底之上，如附圖2所示。然后打開水浴恒溫箱溫度控制開關(guān)2-3，將溫度調(diào)至40°C，使水槽2-1內(nèi)的飽和 鹽水溫度恒定，并檢查橡膠密封圈1-4是否全部都裝在了罐體的密封圈卡槽1-3內(nèi)。然后進(jìn)入取氣階段:將鉆探取出的巖心樣品迅速放入裝有清水的水桶清洗掉鉆井液及表面雜物，接著將樣品放入不銹鋼罐體1-1內(nèi)，將裝有樣品的罐體1-1放置于水浴恒溫箱水槽2-1內(nèi)的集氣罐卡槽2-2中，讓罐體1-1內(nèi)充滿飽和鹽水，此操作的目的是排除罐體1-1內(nèi)的空氣。打開罐體蓋1-2的集氣導(dǎo)管開關(guān)1-8，并將罐體蓋1-2完全浸沒在水槽2-1內(nèi)的飽和鹽水中，充分排出內(nèi)部空氣，然后在水下將罐體蓋1-2扣置在罐體1-1上面。此時(shí)通過罐體上面自帶的橡膠密封圈1-4，可以充分保證罐體蓋1-2與罐體1-1緊密對(duì)接，不致讓釋放出的氣體從兩者之間的接合部溢出。然后根據(jù)巖心樣品特征(巖性、裂隙等特征)和在清洗樣品時(shí)是否有氣體釋放(氣泡)等情況的觀察，選取匹配巖心產(chǎn)氣量大小的集氣瓶4，保證收集到的氣體體積不應(yīng)超過集氣瓶容積的4/5，使得集氣瓶?jī)?nèi)保留有一定量的飽和鹽水，避免氣體溢失，把選取的合適的集氣瓶4放入水槽2-1內(nèi)的飽和鹽水中，將其充滿飽和鹽水，排出集氣瓶4中的空氣，在飽和鹽水水面以下將集氣瓶4扣置在罐體蓋1-2上面的集氣導(dǎo)管1-7上，并置于集氣瓶托架5上，擰緊固定螺絲1-6，確保集氣瓶4不會(huì)漂移或傾倒，這樣也保證了集氣導(dǎo)管1-7完全伸入到集氣瓶4的內(nèi)部，保證了巖心釋放出的氣體全部進(jìn)入到集氣瓶4。集氣導(dǎo)管7與集氣瓶8之間保持有一定的間隔，可確保氣體進(jìn)入到集氣瓶4時(shí)將集氣瓶4中的飽和鹽水排出，在此狀態(tài)下開始取氣。樣品氣體采集時(shí)間為2個(gè)小時(shí)，所有樣品都是在等溫(40°C)等壓(I個(gè)大氣壓)條件下進(jìn)行，保證采氣溫度的一致樣品解吸條件的一致。采氣期間不斷開動(dòng)震動(dòng)臺(tái)控制開關(guān)3-2，使震動(dòng)臺(tái)3進(jìn)行上下高速震動(dòng)，震動(dòng)頻率為3000次/分鐘，震動(dòng)幅度3mm左右，目的是加快巖心氣體釋放速度，同時(shí)也可促進(jìn)少量吸著在罐體I和罐體蓋1-2的內(nèi)壁上氣體進(jìn)入到集氣瓶4內(nèi)，采氣期間，若氣體采集量超過集氣瓶容積4/5時(shí)，可關(guān)閉集氣導(dǎo)管開關(guān)1-8，更換新的集氣瓶，接著打開集氣導(dǎo)管開關(guān)1-8繼續(xù)采集氣體，直至采氣結(jié)束。2小時(shí)后，在水下倒置擰緊收集氣體的集氣瓶4的瓶蓋，集氣瓶4瓶口朝下送到野外實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析或存放在冰箱里冷藏，樣品冷餐的原則，一是溫度盡量低，這樣能更好地抑制細(xì)菌活動(dòng)和增長(zhǎng)，二是確保集氣瓶4中的飽和鹽水不結(jié)冰，結(jié)冰可造成集氣瓶破裂，冷藏溫度在0-4°C之間比較合適。本發(fā)明所述的天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心中烴類氣體采集系統(tǒng)的創(chuàng)新特點(diǎn)和技術(shù)效果有以下幾個(gè)方面:
I)、利用水浴恒溫箱水槽內(nèi)裝有的飽和鹽水，排出集氣罐中的空氣，既克服了混入空氣的污染，又利用鹽水防止了微生物對(duì)所采集水合物釋放氣體的破壞和改造，保證了所采集氣體樣品的質(zhì)量。2)利用罐體蓋1-2的特殊外形設(shè)計(jì)，將罐體1-1中巖心釋放出的氣體匯集到水下倒扣的專用集氣瓶4內(nèi)，利于氣體收集，提高了取氣效率。3)利用恒溫加熱、機(jī)械震動(dòng)不僅加快了巖心中水合物的分解釋放速度，還保持了所有巖心樣品氣體采集過程中溫度的恒定性，保證了氣體采集量的可比性。4)通過震動(dòng)臺(tái)的機(jī)械震動(dòng)減少了罐體1-1和罐體蓋1-2內(nèi)壁上的氣體吸附，保證釋放出的氣體最大限度進(jìn)入到專用集氣瓶4內(nèi)，提高氣體的收集能力和效率。
5)本發(fā)明所述裝置從封裝水合物巖心樣品、釋放氣體、氣體采集、震蕩集氣到氣體封存，整個(gè)過程一次完成，簡(jiǎn)化了一系列中間過程，大大提高了氣體采集工作效率。以上僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了描述，并不將本發(fā)明的技術(shù)方案限制于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的主要技術(shù)構(gòu)思的基礎(chǔ)上所作的任何公知變形都屬于本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)范疇，本發(fā)明具體的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的記載為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心氣體的采集系統(tǒng)，其特征在于，包括集氣罐(I)、水浴恒溫箱(2)、震動(dòng)臺(tái)(3)和集氣瓶(4)，所述水浴恒溫箱(2)放置于所述震動(dòng)臺(tái)(3)上，所述集氣罐(I)包括可拆分的罐體(1-1)和罐體蓋(1-2)，且所述罐體(1-1)和罐體蓋(1-2)能夠密封連接，采用所述采集系統(tǒng)采集巖心氣體時(shí)，裝有巖心樣品的罐體(1-1)與罐體蓋(1-2)在水浴恒溫箱(2)的恒溫飽和鹽水環(huán)境下密封連接，且所述集氣瓶(4)在恒溫飽和鹽水環(huán)境下連接于罐體蓋(1-2)的集氣出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集系統(tǒng)，其特征在于，所述罐體(1-1)為上端開口、下端封閉的筒式結(jié)構(gòu)，開口端用于放入巖心樣品和注入飽和鹽水，開口端外壁設(shè)有兩個(gè)以上的密封圈卡槽(1-3),且在所述密封圈卡槽(1-3)內(nèi)嵌有密封圈(1-4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采集系統(tǒng)，其特征在于，所述罐體蓋(1-2)為套裝在罐體(1-1)開口端的可拆卸式集氣和導(dǎo)氣裝置，并通過所述密封圈(1-4)與所述罐體(1-1)形成滑動(dòng)式密封連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采集系統(tǒng)，其特征在于，所述罐體蓋(1-2)下部為圓筒狀、中部為圓臺(tái)狀、上部為圓管狀，且罐體蓋(1-2)下部圓筒內(nèi)壁直徑略大于所述罐體(1-1)開口端外壁直徑，罐體蓋(1-2)中部圓臺(tái)內(nèi)壁光滑,罐體蓋(1-2)上部圓管作為集氣導(dǎo)管(1-7)伸入倒置的集氣瓶(4)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采集系統(tǒng)，其特征在于，在所述集氣導(dǎo)管(1-7)的底部設(shè)置有集氣導(dǎo)管開關(guān)(1-8)，在所述集氣導(dǎo)管開關(guān)之上的集氣導(dǎo)管外壁設(shè)置有三個(gè)以上的集氣瓶托架(1-5 )，通過固定螺絲(1-6 )將所述集氣瓶(4 )扣卡固定于所述集氣瓶托架(1-5 )上，并保證所述集氣導(dǎo)管(1-7)伸入所述集氣瓶(4)內(nèi)且其外壁與集氣瓶(4)內(nèi)壁間留有間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的采集系統(tǒng)，其特征在于，所述水浴恒溫箱(2)包括水槽(2-1)、集氣罐 卡槽(2-2)和溫度控制面板(2-3)，所述水槽(2-1)用于盛放飽和鹽水，所述集氣罐卡槽(2-2)設(shè)置于所述水槽(2-1)內(nèi)，用于固定集氣罐(1)，所述溫度控制面板(2-3)設(shè)置于水槽外壁面上，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)水槽(2-1)內(nèi)的鹽水溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的采集系統(tǒng)，其特征在于，所述震動(dòng)臺(tái)(3)包括減震器(3-1)、震動(dòng)臺(tái)托盤(3-2)、震動(dòng)臺(tái)控制開關(guān)(3-3)和震動(dòng)臺(tái)基座(3-4)，所述震動(dòng)臺(tái)托盤(3-2)通過減震器(3-1)設(shè)置于震動(dòng)臺(tái)基座(3-4)上，所述震動(dòng)臺(tái)控制開關(guān)(3-3)用于控制震動(dòng)臺(tái)托盤(3-2)的震動(dòng)，水浴恒溫箱(2)卡扣于所述震動(dòng)臺(tái)托盤(3-2)的臺(tái)面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的采集系統(tǒng)，其特征在于，所述集氣瓶(4)為測(cè)試分析專用的集氣瓶，瓶蓋帶有取氣孔和密封墊。
9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心氣體采集系統(tǒng)的用途，其特征在于，用所述采集系統(tǒng)對(duì)天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)的巖心中烴類氣體進(jìn)行采集，具體包括:首先將鉆探取出的巖心樣品清洗后放入所述罐體(1-1)內(nèi)，接著在水浴恒溫箱(2)的飽和鹽水下將罐體蓋(1-2)扣置在罐體(1-1)上、將集氣瓶(4)扣置在罐體蓋(1-2)的集氣出口，并排除其中的空氣，然后在預(yù)設(shè)溫度和震動(dòng)頻率下對(duì)巖心樣品的釋放氣體采集預(yù)定時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明提出一種天然氣水合物鉆探現(xiàn)場(chǎng)巖心氣體的采集系統(tǒng)，包括集氣罐、水浴恒溫箱、震動(dòng)臺(tái)和集氣瓶，所述水浴恒溫箱放置于所述震動(dòng)臺(tái)上，所述集氣罐包括可拆分的罐體和罐體蓋，且所述罐體和罐體蓋能夠密封連接，采用所述采集系統(tǒng)采集巖心氣體時(shí)，裝有巖心樣品的罐體與罐體蓋在水浴恒溫箱的恒溫飽和鹽水環(huán)境下密封連接，且所述集氣瓶在恒溫飽和鹽水環(huán)境下連接于罐體蓋的集氣出口，本發(fā)明所述的采集系統(tǒng)從封裝水合物巖心樣品、釋放氣體、氣體采集、震蕩集氣到氣體封存，整個(gè)過程一次完成，簡(jiǎn)化了一系列中間過程，大大提高了氣體采集工作效率。
文檔編號(hào)G01N1/22GK103217316SQ20131014907
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月26日
發(fā)明者趙省民, 鄧堅(jiān), 饒竹, 陸程, 苗忠英, 劉晨 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心