气体从压力略高的一边向压力略低的一边渗透聚集，如果薄膜的两边压力相等，但有浓度差异，气体则进行扩散聚集。装置的中间部分是集气腔，由透气阻水器216、连接柱塞217、法兰盖阀体201、锥形阀杆205等组件的内腔连接而成。装置的末端是取气口，由抽气压帽206、取气密封垫207和锥形阀杆205的螺纹段组合而成，可以用注射器的针头插入密封垫207，从集气腔中抽出气体。
[0074]待测物就是先在容器中装入模拟地层介质，如饱和水的石英砂、粘土或者饱和水的砂岩、泥岩等类似于地下地层介质，然后在容器底部通入烃类或非烃气体，气体在这些模拟地层介质中运移。待测物的环境温度用空调控制，基本保持在25°C左右。
[0075]本发明在整个实验过程中的操作是这样的:
[0076]I)顺时针旋转调节螺母，将阀门关闭一定时间(视模拟柱通气时间而定)，进行集气；集气时间依赖于模拟柱注气时间的长短，一般为数周?数月时间；
[0077]2)逆时针旋转调节螺母，打开阀门，使模拟柱中的气体进入取样空间，平衡2分钟，然后用色谱进样器(针)通过该通孔穿透所述取气密封垫达到锥形阀杆内腔以抽取气体 50 μ L ;
[0078]3)将所采集的气体样品直接进入气相色谱仪进行分析，提供实验数据。
[0079]本发明装置的实验条件:室温、大气压、微差压、负压富集。
[0080]利用本发明进行的一个实验具体如下:
[0081]容器共设计了 5个取气口，即在容器侧壁和上下共安装了 5个此发明的集气装置。顺时针拧动调节螺母203，使阀门处于关闭状态；将容器中装入饱和水的石英砂后，在底部通入烃类气体，进行烃类通过饱和水砂岩微渗漏的实验模拟，经过20天后，逆时针拧动调节螺母203，使阀门处于开启状态，色谱进样器(针)插入密封垫207取气，每个取气口均抽取50 μ L，进入气相色谱仪进行分析。其结果如图5所示。
[0082]可以看到，5个测点均成功取到了实验模拟所需要的气样，实验分析的结果体现了烃类运移的色层效应，且烃类组份浓度分布曲线特征类似，说明本发明的集气装置用于饱和水地层中油气运移模拟实验是可行、有效的。
[0083]上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述【具体实施方式】所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。
【主权项】
1.一种被动式集气装置，其特征在于:所述装置包括透气阻水器(216)、连接柱塞(217)、固定螺拴柱(209)、法兰盖阀体(201)和锥形阀杆(205)； 所述固定螺拴柱(209)固定在筒体壁内，所述法兰盖阀体(201)的一端固定在筒体壁内，另一端位于筒体壁外，两者的内孔连通； 所述透气阻水器(216)包括透气疏水膜片(103)； 所述透气阻水器(216)的一端与筒体内的固、液、气混合物直接接触，另一端与连接柱塞(217)的一端连接；连接柱塞(217)的另一端与固定螺拴柱(209)的一端连接；法兰盖阀体(201)的另一端与锥形阀杆(205)连接； 透气阻水器(216)、连接柱塞(217)、法兰盖阀体(201)和锥形阀杆(205)的内腔连接形成集气腔。2.根据权利要求1所述的被动式集气装置，其特征在于:所述透气阻水器(216)进一步包括通孔螺母(101)、螺栓接体(105)、多微孔滤片(102)和O型圈; 所述多微孔滤片(102)设置在透气疏水膜片(103)靠通孔螺母(101) —侧，所述O型圈设置在透气疏水膜片(103)靠螺栓接体(105) —侧，使透气疏水膜片(103)与螺栓接体(105)内端面之间密封； 所述通孔螺母(101)的大径端通过内螺纹与螺栓接体(105)的一端紧密连接，将多微孔滤片(102)、透气疏水膜片(103)和O型圈固定住； 所述螺栓接体(105)的另一端设有外螺纹。3.根据权利要求2所述的被动式集气装置，其特征在于:所述透气疏水膜片(103)为厚度为0.3mm?0.6mm的微孔疏水薄膜或者厚度为2mm?5mm的微孔陶瓷薄片,所述微孔陶瓷薄片的孔隙直径< 1nm ； 所述微孔疏水薄膜采用玻璃纸、纤维滤纸、膀胱膜、卵壳膜或聚四氟乙烯。4.根据权利要求3所述的被动式集气装置，其特征在于:所述透气阻水膜片采用厚度为0.3mm的不亲水的聚四氟乙烯薄膜； 所述多微孔滤片102为30?60目。5.根据权利要求4所述的被动式集气装置，其特征在于:所述连接柱塞(217)—端带有内螺纹，其与螺栓接体(105)的外螺纹端配合连接，另一端带有凹槽，该端插入到固定螺拴柱(209)的内孔中； 所述连接柱塞(217)的内孔是连通孔。6.根据权利要求5所述的被动式集气装置，其特征在于:在筒体壁上开有径向同心孔，其靠内壁的一端带有内螺纹，所述固定螺拴柱(209)固定于该径向同心孔的内螺纹端；所述法兰盖阀体(201)的一端设置在该径向同心孔的另一端内；所述法兰盖阀体(201)的法兰盖部分与筒体壁的外柱面固定连接；所述法兰盖阀体(201)的另一端设有外螺纹； 所述法兰盖阀体(201)中心孔通道包括小孔径段和大孔径段； 所述法兰盖阀体(201)与筒体壁之间通过螺钉固定连接。7.根据权利要求6所述的被动式集气装置，其特征在于:所述锥形阀杆(205)的一端带有锥面体和凹槽，此端的外表面与法兰盖阀体(201)的大孔径段为滑动密封配合； 在所述锥面体上开有径向小孔，在所述锥形阀杆(205)内开有中心盲孔，其盲端位于锥面体内，所述径向小孔与所述中心盲孔连通； 所述锥形阀杆(205)的另一端设有外螺纹，在所述锥形阀杆(205)上的凹槽与外螺纹端之间设有凸台肩，在凸台肩与外螺纹端之间设有小凹槽；在该小凹槽内安装有轴向挡环(204);轴向挡环(204)与小凹槽之间为轴向固定的动配合； 在所述外螺纹端的端面内设有内台腔，其与中心盲孔连通。8.根据权利要求7所述的被动式集气装置，其特征在于:所述被动式集气装置进一步包括调节螺母(203)，其内部通孔包括大孔径段和小孔径段，在所述大孔径段内设有内螺纹，其与法兰盖阀体(201)的外螺纹旋转动配合，其小孔径段的小孔的内端面与锥形阀杆(205)上的凸台肩的一端面接触，外端面与所述轴用挡环(204)的一端接触； 所述调节螺母(203)的小孔径段的内圆柱面与阀杆(205)的外圆柱面动配合； 旋转调节螺母(203)，锥形阀杆(205)能够在法兰盖阀体(201)的大孔径段中进行向前或向后的轴向移动；当锥形阀杆(205)向前移动，其前端的锥面体接触到法兰盖阀体(201)中的大孔径段和小孔径段之间的端口时，则该装置处于关闭状态；反之，则该装置处于开启状态。9.根据权利要求8所述的被动式集气装置，其特征在于:所述被动式集气装置进一步包括取气口，所述取气口包括抽气压帽(206)和取气密封垫(207)； 所述取气密封垫(207)安装在所述锥形阀杆(205)的内台腔内；所述抽气压帽(206)的一端设有内螺纹，其与锥形阀杆(205)的外螺纹连接配合，通过螺纹的作用，压紧取气密封垫(207);抽气压帽(206)的另一端设有小锥形通孔，为注射针的插入口。10.根据权利要求9所述的被动式集气装置，其特征在于:在所述连接柱塞(217)的凹槽内装有O型圈，使连接柱塞(217)与固定螺栓柱(209)的内柱体之间密封固定； 在透气阻水器(216)与连接柱塞(217)连接处设有O型圈，使得透气阻水器(216)与连接柱塞(217)之间密封； 在所述筒体壁上的径向同心孔内设有台肩，固定螺栓柱(209)卡在此台肩处，在两者之间设有O型圈，使得固定螺栓柱(209)与筒体壁之间密封； 在锥形阀杆(205)的凹槽内设有O型圈，使锥形阀杆(205)的圆柱体与法兰盖阀体(201)的大孔径段之间密封。
【专利摘要】本发明提供了一种被动式集气装置，属于油气地球化学勘探的模拟实验测试中的集气装置领域。本装置包括透气阻水器(216)、连接柱塞(217)、固定螺拴柱(209)、法兰盖阀体(201)和锥形阀杆(205)；所述固定螺拴柱(209)固定在筒体壁内，所述法兰盖阀体(201)的一端固定在筒体壁内，另一端位于筒体壁外，两者的内孔连通；所述透气阻水器(216)包括透气疏水膜片(103)；所述透气阻水器(216)的一端与筒体内的固、液、气混合物直接接触，另一端与连接柱塞(217)的一端连接；连接柱塞(217)的另一端与固定螺拴柱(209)的一端连接；法兰盖阀体(201)的另一端与锥形阀杆(205)连接。
【IPC分类】G01N1/24
【公开号】CN105092321
【申请号】CN201410218910
【发明人】王国建, 黄臣军, 陈伟钧, 李武, 卢丽, 杨俊
【申请人】中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2014年5月22日