一种泥浆气碳同位素分析取样注样装置及方法

1.本发明属于石油钻井分析测试领域及方法，尤其涉及一种泥浆气碳同位素分析取样注样装置及方法。


背景技术：

2.泥浆气碳同位素测试是近年来新兴的一项石油钻井现场分析测试技术，其测试结果对页岩气勘探开发工作有着重大意义。进行泥浆气碳同位素测试首先需要用容器从石油钻井现场的泥浆气排放口处采集气体样品，并且需要保证容器能够长时间保持极高的气密性，否则气体泄漏会影响样品的同位素特征，其次，需要从储存了气体样品的容器中抽取一定量的气体样品注入到同位素分析仪中，目前没有成熟的产品能够满足上述的取样、保存和注样操作需求。


技术实现要素：

3.本发明主要解决的技术问题是提供一种泥浆气碳同位素分析取样注样装置及方法，能够便捷地与石油钻井现场泥浆气排放口对接，采集并密封保存泥浆气样品，既可以保证良好气密性，又可以方便地定量抽取采集到的样品并注入到同位素分析仪中。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一下技术方案：
5.一种泥浆气碳同位素分析取样注样装置，包括：储集模块、控制模块和注样模块，储集模块，包括罐体、罐盖、活塞、第一密封件、气体进出口、第二密封件、紧固件，所述罐盖与罐体连接，所述活塞、第一密封件、气体进出口、第二密封件在罐体内，所述第一密封件与活塞连接，所述第二密封件、紧固件与气体进出口连接，控制模块，包括连接块、顶针、第三密封件、第四密封件、第一气路、第二气路、第五密封件、第六密封件、阀门，所述第三密封件与顶针连接，所述顶针与连接块连接，所述第四密封件在连接块内部，所述第一气路一端与第二气路连接，另一端与气体进出口连接，所述第五密封件、第六密封件与连接块连接，所述阀门控制第二气路通断，注样模块，包括注样管、管盖、推柄、取样针头、注样针头，所述注样管、取样针头、注样针头与连接块连接，所述推柄位于注样管内，所述管盖与注样管连接。
6.进一步地，所述的泥浆气碳同位素分析取样注样装置，其特征在于，所述第一密封件、第二密封件、第三密封件、第五密封件和第六密封件为橡胶o型圈。
7.进一步地，所述第四密封件为中间有孔的橡胶平垫。
8.进一步地，所述的泥浆气碳同位素分析取样注样装置，其特征在于，所述罐体、罐盖为铝合金材质，所述活塞为聚四氟乙烯材质，所述取样针头、注样针头为不锈钢材质。
9.进一步地，所述的泥浆气碳同位素分析取样注样装置，其特征在于，所述气体进出口为气门嘴。
10.进一步地，所述的泥浆气碳同位素分析取样注样装置，其特征在于，所述紧固件为卡簧。
11.进一步地，所述的泥浆气碳同位素分析取样注样装置，其特征在于，所述连接块、
顶针为铝合金材质，顶针进入气门嘴则气门嘴打开，顶针退出则气门嘴关闭。
12.进一步地，所述的泥浆气碳同位素分析取样注样装置，其特征在于，所述注样管为玻璃材质，并具有显示样品量的刻度线。
13.进一步地，所述的泥浆气碳同位素分析取样注样装置，其特征在于，所述取样针头可以直接与石油钻井现场泥浆气放气口连接。
14.所述的泥浆气碳同位素分析取样注样装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
15.第一步，将取样针头与连接块连接，打开阀门，使用顶针打开气门嘴，推动活塞和推柄将罐体和注样管中的空气排尽；
16.第二步，将取气针头与石油钻井现场的泥浆气排放口连接，泥浆气进入到储集模块中，当活塞移动到罐盖处后等待30秒，将顶针退出气门嘴，气门嘴关闭，将取气针头与连接块断开连接，完成样品采集；
17.第三步，将注样针头与连接块连接，关闭阀门，使用顶针打开气门嘴，根据需要注入同位素分析仪的样品量，抽动推柄到所需样品量对应的刻度线处，然后将顶针退出气门嘴，气门嘴关闭；
18.第四步，将注样针头插入同位素分析仪进样口，打开阀门，推动推柄，将样品注入同位素分析仪。
19.本发明的有益效果是：
20.本发明的泥浆气碳同位素分析取样注样装置，通过将储集模块和注样模块集成一体化，并且设计了可以切换装配的取样针头和注样针头，同时实现了取样、注样功能。在储集模块中使用了气门嘴，打开时方便抽取样品，关闭时又具有良好的气密性，能够实现长时间保存样品的功能。本发明能够便捷地在石油钻井现场采集泥浆气样品，并且将样品定量注入碳同位素分析仪，同时可以长时间密闭保存泥浆气样品，防止气体样品泄漏导致同位素值发生变化。
附图说明
21.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
22.图1是本发明的一种较佳实施例的结构示意图；
23.图中：100
‑
储集模块、200
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控制块模块、300
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注样模块、1
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罐体、2
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罐盖、3
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活塞、4
‑
橡胶o型圈、5
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气门嘴、6
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橡胶o型圈、7
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卡簧、8
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连接块、9
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顶针、10
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第一气路、11
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第二气路、12
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阀门、13
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橡胶o型圈、14
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有孔橡胶平垫、15
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橡胶o型圈、16
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橡胶o型圈、17
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注样管、18
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管盖、19
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推柄、20
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取样针头、21
‑
注样针头。
具体实施方式
24.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范
围。
25.实施例：
26.请参阅图1，
27.本发明提供了一种泥浆气碳同位素分析取样注样装置，包括储集模块100、控制模块200、注样模块300。
28.所述储集模块100包括罐体1、罐盖2、活塞3、第一密封件、气体进出口、第二密封件、紧固件；
29.具体地，所述罐盖2与罐体1连接；
30.进一步地，所述活塞3、第一密封件、气体进出口、第二密封件在罐体内，所述第一密封件与活塞3连接，所述第二密封件、紧固件与气体进出口连接；
31.优选地，在本发明实施例中，所述第一密封件为橡胶o型圈4，所述气体进出气口为气门嘴5，所述第二密封件为橡胶o型圈6，所述紧固件可卡簧7，所述卡簧可以防止所述第二密封的滑动；
32.所述控制模块200包括连接块8、顶针9、第三密封件、第四密封件、第一气路10、第二气路11、第五密封件、第六密封件、阀门12；
33.进一步地，所述第三密封件与顶针9连接，所述顶针9与连接块8连接，所述第四密封件在连接块8内部，所述第一气路10一端与第二气路11连接，另一端与气门嘴5连接，所述第五密封件、第六密封件与连接块8连接，所述阀门12控制第二气路通断；
34.优选地，在本发明实施例中，所述顶针9可为铝合金材质，顶针9进入气门嘴5则气门嘴5打开，顶针9退出则气门嘴5关闭；
35.优选地，所述第三密封件为橡胶o型圈13，所述第四密封件为中间有孔的橡胶平垫14，中间有孔的设计可以更好地利用大气压强使密封更紧密，所述第五密封件为橡胶o型圈15，所述第六密封件为橡胶o型圈16，所述橡胶材质的部件可以有效防止样品的泄漏。
36.所述注样模块300包括注样管17、管盖18、推柄19、取样针头20、注样针头21；
37.进一步地，所述注样管17、取样针头20、注样针头21与连接块8连接，推柄19位于注样管内，管盖18与注样管17连接；
38.优选地，在本发明实施例中，所述注样管17为玻璃材质，并具有显示样品量的刻度线，可以准确地看到样品的含量，所述取样针头20、注样针头21为不锈钢材质，所述取样针头20可以直接与石油钻井现场泥浆气排放口连接，所述玻璃材质的部件可以使样品长期有效地保存。
39.本发明实施例具体实施时的步骤如下：
40.第一步，将取样针头20与连接块8连接，打开阀门12，使用顶针9打开气门嘴5，推动活塞3和推柄19将罐体1和注样管17中的空气排尽；
41.第二步，将取气针头20与石油钻井现场的泥浆气排放口连接，泥浆气进入到储集模块100中，当活塞3移动到罐盖2处后等待30秒，将顶针9退出气门嘴5，气门嘴5关闭，将取气针头20与连接块8断开连接，完成样品采集；
42.第三步，将注样针头21与连接块8连接，关闭阀门12，使用顶针9打开气门嘴5，根据需要注入同位素分析仪的样品量，抽动推柄到所需样品量对应的刻度线处，然后将顶针9退出气门嘴5，气门嘴5关闭；
43.第四步，将注样针头21插入同位素分析仪进样口，打开阀门12，推动推柄19，将样品注入同位素分析仪，完成注样。
44.本发明的有益效果是：
45.本发明的泥浆气碳同位素分析取样注样装置，通过将储集模块和注样模块集成一体化，并且设计了可以切换装配的取样针头和注样针头，同时实现了取样、注样功能。在储集模块中使用了气门嘴，打开时方便抽取样品，关闭时又具有良好的气密性，能够实现长时间保存样品的功能。本发明能够便捷地在石油钻井现场采集泥浆气样品，并且将样品定量注入碳同位素分析仪，同时可以长时间密闭保存泥浆气样品，防止气体样品泄漏导致同位素值发生变化。
46.本发明其余未叙述的部分可以与现有技术相同，在此不进行详述。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。