一种页岩气现场解吸附分析仪的制作方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于页岩气制备技术领域，具体涉及一种页岩气现场解吸附分析仪。
【背景技术】：
[0002] 页岩气现场解吸附分析仪是一种针对页岩气含量测定的装置，是一种在页岩气井 现场直接测量页岩解析出气体含量的仪器，主要对页岩含气中的损失气和脱附气进行分析 和计算。
[0003]目前的常规的页岩或煤岩井场现在测量脱附量的设备，由于其是采用排水法进行 测量，其会引起以下缺点：
[0004] 1、水浴加热，造成了整体仪器体积大，且由于液体的存在，不易运载。
[0005] 2、需多次观测量筒或者滴定管液面，容易造成人为误差。
[0006] 并且目前的常规的页岩或煤岩井场现在测量脱附量的设备在数据采集的时候，需 要人工进行录入，费时费力。
【发明内容】
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[0007] 本发明的目的是提供一种体积小方便运载、测试精度高、数据采集自动化、保证页 岩气脱附气体组份不受空气影响，可实现程序自动化运行，大大降低人工劳动的页岩气现 场解吸附分析仪。
[0008] 本发明的页岩气现场解吸附分析仪，包括解吸罐，其特征在于，还包括参比池和恒 温箱，在恒温箱中设有解吸罐、参比池、第一气动电磁阀、第二气动电磁阀、第三气动电磁 阀、第四气动电磁阀和温控器；所述的解吸罐经管道分别与第二气动电磁阀、第四气动电磁 阀相连，第四气动电磁阀另外一端与排气管相连，排气管穿出恒温箱上的排气孔，在解吸罐 与第四气动电磁阀之间的管道上还连有采气管，该采气管与恒温箱壁上的便携式采气接口 相连，在排气管和采气管上都还设有单向阀，所述的参比池经管道分别与第一气动电磁阀、 第二气动电磁阀和第三气动电磁阀相连，第一气动电磁阀另一端与氦气进气管相连，在氦 气进气管中设有单向阀，所述的第三气动电磁阀的另一端与排气管上的单向阀至第四气动 电磁阀之间的管道相连，所述的第一气动电磁阀、第二气动电磁阀、第三气动电磁阀和第四 气动电磁阀经线路与汇流板相连，通过汇流板进行控制，汇流板再与温压控件信号相连，所 述的参比池设有第一热电偶和第一压力传感器，所述的解吸罐设有第二热电偶和第二压力 传感器，第一热电偶和第二热电偶都与温压控件信号相连；还设有上位机，所述的温压控件 与上位机信号相连，所述的解吸罐外套有解吸罐加热套，该解吸罐加热套与温控器连接；
[0009] 所述的温控器是对恒温箱中的温度和解吸罐加热套进行控制。
[0010] 所述的温压控件是接收汇流板传输过来的信号，以及第一热电偶和第二热电偶的 信号并将其传输到上位机，并接收上位机传输来的控制信号，再发出信号给汇流板，以对第 一气动电磁阀、第二气动电磁阀、第三气动电磁阀和第四气动电磁阀进行控制；
[0011] 所述的上位机用于接收温压控件传输来的数据，对数据进行显示，存储和分析，并 下发信号给与温压控件对其进行控制，通过上位机直观的显示测量过程和结果。
[0012] 优选，所述的第一压力传感器、第二压力传感器都与温压控件信号相连，第一压力 传感器和第二压力传感器将数据传输到温压控件，温压控件再将信号传输到上位机并进行 显示，温控器与上位机相连，上位机将控制信号传输到温控器，对温控器进行控制，使温控 器对恒温箱进行加热或者冷却，从而控制恒温箱的温度。
[0013] 所述的温控器包括设于恒温箱中的电加热装置，通过控制该电加热装置对恒温箱 中的温度进行控制。
[0014] 本发明相比于现有技术，其有益效果如下：
[0015] 本发明融合了创新性管道设计、自动化数据采集、自动化数据分析、优化分析流程 等多个方面的技术创新，在中国同行业中处于领先水平，在国际上也属于比较先进的水平。
[0016] 其主要优点如下：
[0017] 1)优化管路设计，体积大大缩小，方便运载
[0018] 常规的页岩或煤岩井场现在测量脱附量的设备，多是采用排水法进行测量，水浴 加热，造成了整体仪器体积大，且由于液体的存在，不易运载。本发明通过优化管路设计， 采用压力传感器等测试脱气量，并采用电加热法维持恒温，大大减少了仪器体积，且方便运 移。适用于页岩气、煤层气现场脱附气的测定。若与便携式滚磨机（MillRoller)相配合， 可测试残余气量，进一步计算页岩的总含气量以及页岩岩芯的气体扩散系数。
[0019] 2)提高了测试精度
[0020] 常规的页岩或煤岩井场现在测量脱附量的设备，多是采用排水法进行测量，需多 次观测量筒或者滴定管液面，容易造成人为误差。而本发明的页岩气现场解吸附分析仪通 过优化管路设计，并结合高精度的压力传感器来测定样品的脱附量，使得测试结果精确度 尚。
[0021] 3)数据采集自动化
[0022] 常规的页岩或煤岩井场现在测量脱附量的设备，数据采集的时候，需人工进行录 入，费时费力。本发明的页岩气现场解吸附分析仪实现了数据采集的自动化。
[0023] 4)保证页岩气脱附气体组份不受空气影响
[0024] 本发明中创新性使用He作为保护气，将解吸罐中的空气排除，这可避免了空气对 样品脱附气的组成产生影响。一般解吸附的过程比较长，这也避免了微生物作用对脱附气 体组份的影响。同时避免了空气对岩芯产生化学反应。且在He保护气下，同样是在常压下 脱附，可与常规的解吸附测试设备进行数据比较。
[0025] 5)可实现程序自动化采集
[0026] 本发明的页岩气现场解吸附分析仪采用气动电磁阀，运用程序，来控制气动电磁 阀的开闭，可实现多个流程的自动化进行，大大降低了人工劳动。
[0027] 本发明的页岩气现场解吸分析仪整体结构紧凑、对实验环境要求不高，适用于车 载或者紧临井场简易房屋方便现场测试。它的功率较小，可用发电机供电，亦可常规供电。 该套仪器不仅可测试页岩气现场的含气量，亦可测试致密气、煤层气等现场岩芯的含气量， 且精确度更高。根据井场客户测试的要求，页岩气现场快速解吸分析仪可与在线气体分析 仪相连，同步分析页岩脱附过程气体成份及变化。这可快速确定页岩气的成份，以及研宄 脱气的规律。页岩气现场解吸分析仪配备气体样品快捷式采气接口，方便获取岩芯样品分 离出的气体，以供后续的实验室精确测试分析，像实验室内气体组份分析、气体同位素分析 等。配合后期的技术支持，为企业提供后期数据处理解释、含气性综合分析，有利区域优选， 井位论证乃至页岩气开发阶段的生产监测和压裂效果分析等与页岩气勘探开发有关的全 方位技术服务。
【附图说明】：
[0028] 图1是本发明的页岩气现场解吸分析仪的结构示意图；
[0029] 图2是实测气体数据与时间平方根的相关关系图
[0030] 其中：1、保温箱；2、氦气进气管；3、N2输气管；4、单向阀；5、第一气动电磁阀；6、 参比池；7、第一压力传感器；8、第一热电偶；9、第二气动电磁阀；10、第三气动电磁阀；11、 解吸罐；12、第二压力传感器；13、第二热电偶；14、第四气动电磁阀；15、汇流板；16、温压控 件；17、19、单向阀；18、排气孔；20、便携式采气接口；21、温控器；22、上位机；23、排气管； 24、采气管；25、解吸罐加热套。
【具体实施方式】：
[0031] 以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
[0032] 实施例1:
[0033] 如图1所示，本实施例的页岩气现场解吸附分析仪，包括解吸罐11，还包括参比池 6和恒温箱1，在恒温箱1中设有解吸罐11、参比池6、第一气动电磁阀5、第二气动电磁阀9、 第三气动电磁阀10、第四气动电磁阀14和温控器21 ;所述的解吸罐11经管道分别与第二 气动电磁阀9、第四气动电磁阀14相连，第四气动电磁阀另外一端与排气管23相连，排气管 穿出恒温箱上的排气孔18,在解吸罐与第四气动电磁阀之间的管道上还连有采气管24,该 采气管与恒温箱壁上的便携式采气接口 20相连，在排气管和采气管上都还设有单向阀17、 19,所述的参比池6经管道分别与第一气动电磁阀5、第二气动电磁阀9和第三气动电磁阀 10相连，第一气动电磁阀另一端与氦气进气管2相连，在氦气进气管中设有单向阀4,所述 的第三气动电磁阀10的另一端与排气管上的单向阀17至第四气动电磁阀14之间的管道 相连，所述的第一气动电磁阀、第二气动电磁阀、第三气动电磁阀和第四气动电磁阀经线路 与汇流板15相连，通过汇流板进行控制，汇流板的气管与N2输气管3相连，汇流板再与温 压控件16信号相连，所述的参比池设有第一热电偶8和第一压力传感器7,所述的解吸罐设 有第二热电偶13和第二压力传感器12,第一热电偶8和第二热电偶13都与温压控件16信 号相连；还设有上位机22,所述的温压控件16与上位机22信号相连，所述的解吸罐11外 套有解吸罐加热套25,该解吸罐加热套与温控器21连接；
[0034] 所述的温控器21是对恒温箱中的温度和解吸罐加热套25进行控制，其包括设于 恒温箱中的电加热装置，通过控制该电加热装置对恒温箱中的温度进行控制。
[0035] 所述的温压控件是接收汇流板传输过来的信号，以及第一热电偶和第二热电偶的 信号并将其传输到上位机，并接收上位机传输来的控制信号，再发出信号给汇流板，以对第 一气动电磁阀、第二气动电磁阀、第三气动电磁阀和第四气动电磁阀进行控制；
[0036] 所述的上位机用于接收温压控件传输来的数据，对数据进行显示，存储和分析，并 下发信号给与温压控件对其进行控制，通过上位机直观的显示测量过程和结果。
[0037] 所述的第一压力传感器、第二压力传感器都与温压控件信号相连，第一压力传感 器和第二压力传感器将数据传输到温压控件，温压控件再将信号传输到上位机并进行显 示，温控器与上位机相连，上位机将控制信号传输到温控器，对温控器进行控制，使温控器 对恒温箱进行加热或者冷却，从