一种损失气量测定系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及地层含气量测定技术领域，特别是涉及一种损失气量测定系统。
【背景技术】
[0002] 地层含气量是计算地层原地气量的关键参数，对含气性评价、资源储量预测具有 重要的意义。而准确获取损失气量又是决定地层含气量可靠性的关键。解吸法中地层含气 量由解吸气量、损失气量和残余气量三部分组成。其中损失气量是地层总含气量中不可或 缺的重要组成部分，是指钻头钻遇岩层到岩芯从井口取出装入解吸罐之前释放出的气体总 量。目前无法直接测定地层的损失气量，一般采用类比法、线性回推估算法及专家赋值法获 得。但现有方法主要存在以下问题：1.由于缺乏理论研究，目前没有对损失气进行直接测 定的方法，只能凭经验进行估计、按比例进行估算或采用二次取芯方法进行时间逼近法推 算，导致损失气量赋值随机性较强，数值缺乏可比性。2.目前的损失气量测定均是基于煤层 气的物理脱吸附理论假设，对于不完全符合这一假设的页岩气和致密砂岩气等，损失气量 的获取缺乏可靠性。3.直线回推法对损失气量的假设是基于完全扩散方程早期时间的近似 假设，即扩散速率与时间平方根成线性相关。该方法以自然解吸过程中扩散速率恒定的假 设，但实际解吸过程中扩散速率是随时间而变化的函数，致使与实际存在较大误差。并且目 前尚没有专门用于测定损失气量的仪器。
[0003] 由此可见，上述现有的损失气量估算法显然仍存在有不足，而亟待加以进一步改 进。如何能创设一种简单、可靠、精确的损失气量测定系统，成为当前业界极需改进的目标。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型提供一种快速、精确的测定岩芯样品损失气量的损失气量测定系统， 使其克服现有的损失气量测定的不足。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种损失气量测定系统，包括复式取芯装 置和损失气量测定装置，所述复式取芯装置包括样品夹持器和与其配合使用的取芯钻机， 所述损失气量测定装置包括加热解吸装置、集气装置、数据采集装置及处理装置，所述加热 解吸装置用于加热解吸所述取芯钻机所取的取样样品，其解吸气体被集气装置收集，数据 采集装置采集集气装置收集到的解吸气体数据并传送至数据处理装置。
[0006] 进一步改进，所述样品夹持器包括支撑平台和位于支撑平台上的两个相对设置的 固定垛，所述固定垛至少有一个为可活动固定垛，所述可活动固定垛还连接有固定垛调节 机构，所述两个固定垛相对立面均设置为凹面，所述取芯钻机的支撑杆固定在所述支撑平 台上，其钻头设置在所述两个固定垛之间区域的上方。
[0007] 进一步改进，所述固定垛调节机构包括调节螺杆、旋转手柄和咬合虎口，所述调节 螺杆的一端与所述可活动固定垛连接，另一端与旋转手柄连接，其中部穿过咬合虎口的咬 合孔，所述咬合虎口固定在支撑平台上，其咬合孔为可开合式，且咬合孔的内壁上设有与调 节螺杆配合的螺纹。
[0008] 进一步改进，所述样品夹持器的两个固定垛均为可活动式，所述两个可活动固定 垛的外侧分别连接两个对称设置的固定垛调节机构。
[0009] 进一步改进，所述加热解吸装置包括加热解吸部分和电控部分，所述加热解吸部 分包括用于容纳被测取样样品的解吸罐和用于容纳解吸罐的加热装置，所述电控部分包括 可编程温控元件。
[0010] 进一步改进，所述加热装置包括加热槽体和位于其内部的加热元件，所述解吸罐 包括腔体和与其密封连接的顶盖，所述解吸罐腔体的外壁与所述加热槽体的内壁紧密接 触，所述解吸罐顶盖上开设有出气孔，该出气孔与集气装置连接。
[0011] 进一步改进，所述加热槽体中的介质为水、油或空气中的一种，所述加热槽体上部 开设有压力平衡孔和与其配合的压力平衡孔盖。
[0012] 进一步改进，所述集气装置包括集气杯、用于调节集气杯中气液压力平衡的压力 平衡调节器和用于采集解吸气量数据的计量元件，所述压力平衡调节器通过多功能连接阀 与所述解吸罐出气孔连接。
[0013] 进一步改进，所述加热解吸装置包括多个相互分隔的加热解吸部分和与其相对应 的电控部分。
[0014] 采用上述的技术方案，本实用新型至少具有以下优点：
[0015] 1.本实用新型损失气量测定系统采用快速稳定的夹持器和具有多个加热解吸部 分的加热解吸装置，对同一岩芯样品在相同条件下进行等时间间隔重复取样及测试，再利 用数据处理装置自动计算该岩芯样品的损失气量，保证损失气量获取的可靠性和精确性， 适用于不同岩性、不同钻井型号、不同岩芯直径的损失气量直接测量，可满足7000米钻井 深度要求。
[0016] 2.本实用新型损失气量测定系统具有携带方便、操作简单、测定快速、准确、且体 积小、功能多等适合室内外作业的优点。
【附图说明】
[0017] 上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手 段，以下结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明。
[0018] 图1是本实用新型中样品夹持器夹持样品的俯视示意图；
[0019] 图2是本实用新型中样品夹持器夹持样品的主视示意图；
[0020] 图3是本实用新型中含气量测定的原理示意图；
[0021] 图4是本实用新型中加热解吸装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 本申请基于目前的技术现状和实际需求，提出了损失气量获取的直接测量思路， 建立了损失气量直接测定的方法，实用新型了损失气量直接测量仪器，保证了损失气量获 取的可靠性和精确性，可用于煤岩、页岩、致密砂岩等地层损失气量的高精度准确获取，为 天然气勘探和开发提供了重要的评价参数。
[0023] 本申请利用气体逸散总量与温度、压力和时间的关系，在理论上提出并建立了基 于参数递变条件下损失气量与时间的"t"函数关系，假设岩芯解吸气量q是温度T、压力P、 时间t及其他因素x的函数，即q = f (T，P，t，x)(式1)，同等时间间隔条件下解吸气量的 差值△ q按一定规律变化，且与时间有关，SI
式2)，则损失气量Q可由"t"函 数，Sf(式3)获得，所以本申请可通过直接测量和计算的方式对损失气量进 行获取。
[0024] 本申请损失气量测定方法的测定步骤如下：
[0025] 1、获取参数值：在相同条件下，对同一地层深度的岩芯样品进行等时间间隔的重 复取样，对各次取样样品中含气量q进行测定，记录各取样样品的含气量测定值；
[0026] 2、求解损失气量：根据步骤1获得的取样样品含气量测定值和下述公式计算单位 岩芯样品的损失气量值，
[0027] q=f(T,P,t,x)(式 1)
[0028]
[0029]
[0030] 其中，q为各取样样品的含气量，ql、q2、q3分别为第一、第二、第三取样样品的含 气量，T为温度、P为压力、t为时间、x为其他因素，Q为损失气量值，A q为同等时间间隔条 件下含气量的差值，At为取样时间间隔值，m为岩芯样品的质量。
[0031] 上述步骤中，尽量缩短固定岩芯样品、钻取小岩芯及被放入含气测定仪的时间，以 提高结果的精确性。且采用自动记录含气量值和程序算法，直接获得损失气量结果。
[0032] 为了实现上述测定方法，本实用新型提供一种损失气量测定系统，主要包括复式 取芯装置和损失气量测定装置。
[0033] 复式取芯装置包括样品夹持器和与其配合使用的取芯钻机。
[0034] 参照附图1和2可见，样品夹持器包括支撑平台1、固定垛2、咬合虎口 3、调节螺 杆4、旋转手柄5,其中固定垛2、咬合虎口 3、调节螺杆4和旋转手柄5均有两个，且均设置 在支撑平台1上。支撑平台1优选铁架台。
[0035] 两个固定垛2相对设置，其相对立面均设置为凹面，即两个固定垛2在夹持住样品 6时，与夹持样品6的外表面为多点式接触，优选为半圆形设置。该固定垛2采用上述包裹 式设计，可有效防止在夹持过程中对夹持样品6造成的"伤害"，特别是对于易碎或脆性较 强的煤和页岩样品的破坏，起到了防滑和防破碎的作用，更好地保护了样品的完整性和保 证实验的精度。
[0036] 固定垛2的外侧固定连接调节螺杆4的一端，调节螺杆4的另一端与旋转手柄5 连接，且调节螺杆4的中部穿过咬合虎口 3的咬合孔。咬合虎口 3的咬合孔为可开合式，其 咬合孔内壁上设有与螺杆配合的螺纹。两个固定垛2相对设置，两个咬合虎口 3分别设置 在支撑平台1上的两端。即咬合虎口 3、调节螺杆4和旋转手柄5组合成固定垛调节机构对 固定垛2进行宏微观位置双侧调节。
[0037] 当然，上述两个固定垛中一个固定垛可为固定状态，即与支撑平台1为固定连接， 只有一个固定垛为可活动式，该可活动固定垛与一个固定垛调节机构连接，进行可活动固 定垛的单侧调节。
[0038]本实用新型样品夹持器在夹持样品6时，将样品6放于支撑平台1上的两个固定 垛2之间，先打开咬合虎口 3的卡扣，根据夹持样品6的需要直接通过推进调节螺杆4对固 定垛的位置进行宏观调节，使两个固定垛2夹住样品6,然后关闭咬合虎口 3的卡扣，通过 旋转手柄5的旋转，调节螺杆4与咬合孔内壁的螺纹配合，实现固定垛2与夹持样品6的微 调，使该夹持器稳固的夹住样品6。
[0039]取芯钻机的支撑杆可固定在样品夹持器的支撑平台1上，其钻头设置在夹持器两 个固定垛之间区域的上方，形成复式取芯装置。本实用新型样品夹持器与取芯钻机配合使 用，可快速夹持固定各种直径的岩芯，方便