[发明专利]含气量测量及气体采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种含气量测量装置，特别是涉及一种可以自动、连续、准确地测量页岩气、煤层气等含气量，并可采集气体的装置。

背景技术

页岩气是主体上以吸附和游离状态赋存于泥页岩地层中的天然气聚集，吸附和游离态页岩气含量占页岩气总量的40％-80％，相对于煤层气而言页岩气含气量较小，而用于实验的样品量有限，因此含气量测试数据的准确性对于页岩气资源的评价结果有重要影响。页岩气的成分以烃类气体为主，但也包含少量非烃类气体，页岩气中烃类气体含量及成分特征对页岩气资源评价具有重要意义，故采集页岩的解析气体亦非常重要。

目前国内外已研制了多种页岩气含气量测量方法和装置，第一种测量方法是美国矿务局(USBM)提出的直接法，该方法全程需要人工操作，因而测试效率较低且存在人为误差；第二种测量装置是根据质量流量测定气体质量流量的原理设计，但由于页岩解析过程中气体为非均质，且解析过程中存在成分变化，气体质量的不确定性导致其应用效果较差，精密度无法准确控制；第三种测量装置是利用测定解析气体排出的饱和食盐水的液体流量来计算解析气体体积，此方法与直接法异曲同工，但由于需要使用大量的玻璃组件与饱和食盐水，增加了运输过程和现场使用中的复杂性和危险性，另外恒温解析过程中饱和食盐水的挥发及在装置中的冷凝会对测量结果产生影响。

发明内容

有鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种含气量测量及气体采集装置，该装置可以自动、连续、准确地测量出页岩气等非均质气体的含气量，并能采集解析气体以进行气体成分分析，且操作简便、安全性高。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种含气量测量及气体采集装置，包括解析罐、恒温解析箱、控制单元和至少两个气体体积测量筒；

该解析罐置于该恒温解析箱中，该解析罐通过气体传输线和控制阀与至少两个气体体积测量筒相连接；该气体传输线上设有压力传感器；

该气体体积测量筒包括活塞、电动机、位移传感器，该活塞与该电动机通过可转动的连接件相连接，该活塞上安装有该位移传感器；

控制单元包括控制芯片，该控制阀、电动机的控制端分别与该控制芯片的控制信号输出端相连接，该位移传感器、压力传感器的信号输出端分别与该控制芯片的信号输入端相连接。

进一步地：

所述控制阀设有一个用于与所述解析罐连接的进口，同时设有用于与所述至少两个气体体积测量筒相连接的出口，且出口数量与所述气体体积测量筒的数量相等。

所述控制单元还包括压力计、温度计，该压力计、温度计的信号输出端分别与所述控制芯片的信号输入端相连接。

所述活塞上设有用于保障所述气体体积测量筒内气密性的密封圈。

所述气体体积测量筒上设有进气口和排气口，所述解析罐的接口通过所述气体传输线和控制阀与该进气口相连接，该排气口上设有电磁阀，该电磁阀的控制端与所述控制芯片的控制信号输出端相连接。

所述解析罐的接口为只允许气体由所述解析罐向外单向流动的单向阀。

所述可转动的连接件为活塞套筒。

装置还包括计算机，所述控制单元通过RS232数据传输线与该计算机相连接。

所述解析罐为圆柱形钢质容器，所述解析罐内存放待测样品后的剩余空间填充固定粒度的硅胶颗粒。

所述恒温解析箱采用陶瓷电加热方式进行加热和控温。

本发明的优点在于：

1、由电动机精确控制活塞作位移运动，实现了含气量测量的自动化，测量结果准确；

2、多个气体体积测量筒交替集气，实现无测量上限的解析气体测量和采集；

3、解析罐内填充相同粒度的硅胶颗粒，可避免解析过程中饱和食盐水挥发、冷凝而造成的误差；

4、恒温解析箱采用陶瓷电加热，可满足100℃以上的恒温解析需求。

附图说明

图1是本发明的结构组成示意图；

图2是本发明一具体实施例的结构组成示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的结构组成示意图；图2是本发明一具体实施例的结构组成示意图。如图所示，本发明的含气量测量及气体采集装置包括解析罐10、恒温解析箱20、控制单元40和至少两个气体体积测量筒30。解析罐10置于恒温解析箱20中，解析罐10通过气体传输线50和控制阀51与至少两个气体体积测量筒30相连接。