专利名称：等温吸附测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及非常规气体勘探技术领域，尤其涉及非常规气体等温吸附测试系统。
背景技术：
如煤层气作为一种典型的非常规天然气，在非常规气体中具有一定的代表性，其运聚机制和气藏模式与常规天然气均不相同，这些都直接制约了我国煤层气产业化的进程，利用高温、高压岩心测试分析技术为基础，充分考虑煤层气的吸附解吸特性，嫁接常规天然气成藏模拟技术，设计开发煤层气成藏模拟系统具有重要科学意义。 目前，开展石油天然气的模拟研究工作较多，如利用高温高压模拟实验装置进行天然气水溶对流实验，以及油气水相渗流实验等。所使用的实验设备是针对石油天然气特点设计制造。然而，煤层气不同于石油天然气，其运聚机制和气藏模式与常规石油天然气均不相同，石油天然气实验设备难以应用到煤层气的实验技术领域。工程技术人员为解决石油天然气模拟实验设备不能应用到煤层气实验中的问题，针对煤层气的特点研制了实验设备。如中国专利公开号为200420093572.0，它公开了一种煤层气成藏模拟装置，该设备由气体增压泵、恒温柜、控制系统及计算机采集处理系统组成。特性是在恒温柜内有多功能岩心仓，岩心仓两端有压力传感器和温度传感器，进气端采用管线、阀与气体增压泵相连，为岩心仓提供模拟试验压力，模拟不同温度，不同压力，不同水动力条件下煤层气的保存条件利用传感器和计算机采集实验数据，进行对比、分析，研究煤层气的运移方式和气藏的封盖能力。前述公开文件的煤层气成藏模拟装置的作用是研究煤层气的运移方式和气藏的封盖能力，在技术领域存在一定的局限性；且其操作方式为电控方式，非常规气体作为特殊气体直接用电路驱动存在很高的安全隐患；另外，柱塞式增压泵为试样加压的最高耐压为20mpa，而大多数非常规气体的模拟地藏环境的压力值往往大于20mpa ;以及恒温柜最高温为100°C温差难以控制等，都有可能导致获得的数据不稳定、有偏差等。如上所述煤层气是作为一种非常规气体的典范，是作为一种参考气体的体现，并不直接制约说明书对非常规气体的描述。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种新型的等温吸附测试系统，解决上述问题。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下一种等温吸附测试系统，包括机械执行系统、增压泵、恒温油槽控制系统和数据采集系统，所述机械执行系统包括梭阀、第一调压阀、两个关断阀、两个安全阀、两个第二调压阀、至少三个压力变送器和至少一个气动切换阀，所述两个关断阀一端分别与气源连接，另一端分别与所述两个安全阀连接，所述梭阀的两个输入端分别与所述两个安全阀连接，所述梭阀的输出端和所述增压泵输入端连接，所述增压泵的两个输出端分别与所述两个第二调压阀连接，其中一个所述第二调压阀通过所述第一调压阀与压缩空气源连接，另外一个所述第二调压阀通过所述压力变送器与所述气动切换阀连接，所述气动切换阀分别与参考te和样品te连接；所述参考罐的另一端和所述样品罐另一端分别连接一个压力变送器，与所述参考罐连接的所述压力变送器和与样品罐连接的所述压力变送器之间连接一个所述数据采集装置，所述样品罐内设有存储腔；所述恒温油槽内设有制冷器、加热器、传送泵和温度仪，所述温度仪控制所述制冷器和所述加热器进行温度调节，所述传送泵控制所述恒温油槽内的液体进行循环。优选的，所述的恒温油槽温度能够控制在15摄氏度至95摄氏度之间。优选的，所述存储腔采用双层盖密封方式，所述存储腔内设有一个可更换的10-200目的筛网。 优选的，所述样品罐的数量为1-4个。优选的，所述样品罐能够单独运行或同时运行。优选的，所述样品罐罐体两端采用T型压帽压紧封头，所述封头外设有圆形槽，所述圆形槽内设置聚四氟垫，外部有凹型压帽将所述T型压帽和所述样品罐罐体密封螺纹连接，所述凹型压帽与高压管连接，所述T型压帽压紧所述封头时，所述封头内部的所述聚四氟垫圈紧贴罐体内壁，所述凹型压帽与所述样品罐罐体连接，所述高压管与所述样品罐内部密封。本实用新型的有益效果可以总结如下本实用新型的等温吸附测试系统通过压力变化计算出参考腔、样品腔体积，再推导出可吸附物吸附的非常规气体的体积。采用多级控制技术，实现对特种气体的安全驱动。本实用新型的存储仓一端的端盖内部设有一个10-200目的筛网，将吸附物质装入存储仓进行模拟测试的目的，防止可吸附物由于压力变化而溢出。本实用新型解决了对非常规气体检测单一，设备多样时间成本高的问题。本实用新型四通道独立运行，测试系统可以同时支持四通道的独立运行，其运行过程独立进行，大大的提高了执行的效率和节省了资源成本。
图I是本实用新型的系统整体结构示意图；图2是本实用新型的恒温油槽结构示意图；图3是本实用新型的样品罐结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图I所示的本实用新型的系统整体结构示意图，本实用新型的等温吸附测试系统包括机械执行系统、增压泵、恒温油槽控制系统和数据采集系统，所述机械执行系统包括两个关断阀13、两个安全阀12、梭阀11、第一调压阀9、两个第二调压阀7、至少三个压力变送器2和至少一个气动切换阀6，所述两个关断阀13的一端分别与气体A和气体B气源连接，另一端分别与所述安全阀12连接，所述梭阀11输入端分别与所述安全阀12连接，输出端和所述增压泵8连接，所述增压泵8另外两端分别与第二调压阀7连接，其中一个第二调压阀7通过第一调压阀9与压缩空气源10连接，另外一个第二调压阀7通过所述压力变送器2与所述气动切换阀6连接，所述气动切换阀6与参考罐4连接，所述气动切换阀6通过开关阀5与样品罐3连接，所述参考罐4和所述样品罐3的另一端分别连接一个压力变送器2，与所述参考罐4连接的所述压力变送器2和与样品罐3连接的所述压力变送器2之间连接一个所述数据采集装置I。工作时首先打开气体B气源14的关断阀13，气体B对本实用新型的等温吸附测试系统的气路进行冲洗，将所述气路中的空气排除干净，然后关断气体B气源14的关断阀13，打开气体A气源15的关断阀13，气体A进入气路系统，本实用新型测试中的实验气体A能够达到40MPa，一般的控制方式很难满足可燃性高压气体控制，本实用新型采用采用多级控制技术，实现对特种气体的操作驱动。 等温吸附测试系统通过压力变化计算出参考腔、样品腔体积，再推导出可吸附物的非常规气体的体积的计算方式。数据采集装置I主要包括模拟量数据采集模块、模拟量数据输出控制模块、恒温油槽温度设定及监测功能模块，采用美国NI公司LABVIEW作为开发工具进行数据采集并传回计算机处理。图2是本实用新型的恒温油槽结构示意图，所述恒温油槽内设有制冷器26、加热器28、传送泵27和温度仪29，所述的温度仪29控制所述制冷器26和加热器28工作，将温度范围可控制在+15 +95°C;恒温油槽内装有硅油25，传送泵27控制硅油循环流动，保持恒温油槽内硅油25温度均衡，恒温油槽的工作容积为100Cm*50Cm*25Cm，可确保在低于室温条件下4个样品罐同时进行实验。本实用新型的恒温油槽采用全封闭压缩机组制冷，所述制冷系统设有过热、过电流多重保护装置。如图3是本实用新型的样品罐结构示意图，在恒温油槽内有四个样品罐3和四个参考罐4，所述样品罐3和所述参考罐4成对存在，所述参考罐4的结构如下所述参考罐
4内设有高压空腔23，所述高压空腔23与样品罐3采用高压管17及气动切换阀6连接，为样品te 3提供|吴拟实验压力，实现参考4和样品3的吸附或解吸实验；样品Sil 3的结构如下所述样品罐内部设有高压腔23，所述样品罐3的高压腔内设有存储腔19，存储腔内装满可吸附物，存储腔上压帽20和存储腔下压帽21之间设有一个60-80目的筛网22，能够防止可吸附物由于压力变化而溢出。罐体两端采用T型压帽18压紧封头，封头外设有圆形槽，所述圆形槽内设置聚四氟垫，外部凹型压帽16将T型压帽18和罐体密封螺纹连接，凹型压帽16与高压管17连接，当T型压帽18压紧封头，封头内部的聚四氟垫圈与内壁紧贴罐体内壁，并同时将凹型压帽16与罐体连接，起到高压管17与样品罐3内部密封的作用。本实用新型的四个通道能够独立运行，测试系统可以同时支持四通道的独立运行，其运行过程独立进行，大大的提高了执行的效率和节省了资源成本。以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种等温吸附测试系统，包括机械执行系统、增压泵、恒温油槽控制系统和数据采集系统，所述机械执行系统包括梭阀、第一调压阀、两个关断阀、两个安全阀、两个第二调压阀、至少三个压力变送器和至少一个气动切换阀，所述两个关断阀一端分别与气源连接，另一端分别与所述两个安全阀连接，所述梭阀的两个输入端分别与所述两个安全阀连接，所述梭阀的输出端和所述增压泵输入端连接，所述增压泵的两个输出端分别与所述两个第二调压阀连接，其中一个所述第二调压阀通过所述第一调压阀与压缩空气源连接，另外一个所述第二调压阀通过所述压力变送器与所述气动切换阀连接，所述气动切换阀分别与参考te和样品te连接； 其特征在于所述参考罐的另一端和所述样品罐另一端分别连接一个压力变送器，与所述参考罐连接的所述压力变送器和与样品罐连接的所述压力变送器之间连接一个所述数据采集装置，所述样品罐内设有存储腔； 所述恒温油槽内设有制冷器、加热器、传送泵和温度仪，所述温度仪控制所述制冷器和所述加热器进行温度调节，所述传送泵控制所述恒温油槽内的液体进行循环。
2.根据权利要求I所述的等温吸附测试系统，其特征在于所述的恒温油槽温度能够控制在15摄氏度至95摄氏度之间。
3.根据权利要求I所述的等温吸附测试系统，其特征在于所述存储腔采用双层盖密封方式，所述存储腔内设有一个可更换的10-200目的筛网。
4.根据权利要求I所述的等温吸附测试系统，其特征在于所述样品罐的数量为1-4个。
5.根据权利要求4所述的等温吸附测试系统，其特征在于所述样品罐能够单独运行或同时运行。
6.根据权利要求I所述的等温吸附测试系统，其特征在于所述样品罐罐体两端采用T型压帽压紧封头，所述封头外设有圆形槽，所述圆形槽内设置聚四氟垫，外部有凹型压帽将所述T型压帽和所述样品罐罐体密封螺纹连接，所述凹型压帽与高压管连接，所述T型压帽压紧所述封头时，所述封头内部的所述聚四氟垫圈紧贴罐体内壁，所述凹型压帽与所述样品罐罐体连接，所述高压管与所述样品罐内部密封。
专利摘要一种等温吸附测试系统，包括机械执行系统、增压泵、恒温油槽控制系统和数据采集系统，机械执行系统包括气动切换阀，气动切换阀分别与参考罐和样品罐连接；参考罐的另一端和样品罐另一端分别连接一个压力变送器，与参考罐连接的压力变送器和与样品罐连接的压力变送器之间连接一个数据采集装置，所述样品罐内设有存储腔；所述恒温油槽内设有制冷器、加热器、传送泵和温度仪，所述温度仪控制所述制冷器和所述加热器进行温度调节，所述传送泵控制所述恒温油槽内的液体进行循环。本实用新型的等温吸附测试系统通过压力变化计算出参考腔、样品腔体积，再推导出可吸附物吸附的气体的体积。采用多级控制技术，实现对特种气体的安全驱动。
文档编号G01V9/00GK202562910SQ20122023246
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者郭景晶, 叶剑波, 胡威伟 申请人:北京中天荣泰科技发展有限公司