和精度。该输导管9的中间段包括U型输导管，该U型输导管的底端设置有第三单向阀门13，该第三单向阀门13的下部连接集水筒12。
[0039]冷凝管10的管体为U型，其冷凝管10的管体直径比U型输导管的管体直径大，设置在U型输导管的外侧。该冷凝管10内装有冷凝液，用于对U型输导管内部的热蒸汽实现冷凝。则输导管9中的热蒸汽经冷凝管10冷凝后通过第三单向阀门13流入集水筒12中。
[0040]本实施例中集水筒12采用带刻度的透明量筒，则实验过程中可以直接观察集水筒12中收集的水体积。该集水筒12也可作为页岩水的保存装置，可随时取出，为后续进一步研究页岩水提供便利。
[0041]本发明为了能更好对页岩进行粉碎，尽可能的提取页岩中的水分，该测试装置还包括用于粉碎罐5中的粉碎球14。参照附图2可见，粉碎球14的外表面设有粉碎刺15，能更好的配合粉碎棒6对页岩进行粉碎，达到最佳的粉碎效果。当然，粉碎球的直径和个数可以根据待粉碎页岩硬度和大小的不同进行调整，如可以放置直径3cm的粉碎球I个、或直径2cm的粉碎球2个、或直径Icm的粉碎球3个、或不同规格的粉碎球混合使用。
[0042]本发明采用的是“时温原理”，即通过时间对页岩样品进行彻底粉碎，破坏页岩水与空隙、矿物间的固着力，然后通过温度快速分离页岩中的水，达到收集和测量的目的。“时温原理”能够很好的将页岩中的束缚水、自由水全部分离出来，保证了测量精度，并且收集的页岩水为下一步的实验分析与研究提供了珍贵样品。本发明对粉碎和加温功能的设计，为“时温原理”的实现提供了很好的保障。
[0043]本发明页岩含水量测试装置在测试页岩样品中的含水量时，包括如下步骤:
[0044]A:打开粉碎罐5的盖体7，装入含水页岩样品，放入粉碎球14，将盖体7与罐体密封。本发明可实现页岩样品的整块、直接装入，无需对页岩样品提前处理、敲碎。
[0045]B:将粉碎罐5盖体朝上竖直放入加温壁4中，使粉碎棒6与电动机2可传动连接。
[0046]C:通过电源与温度控制器3设置电动机2的转动时间，并开启电动机2，粉碎棒6在电动机2的带动下，联合粉碎球14 一起对粉碎罐5内的页岩样品进行粉碎。
[0047]D:通过电源与温度控制器3设置加温壁4的加热温度，并接通加温壁4的电源，分离页岩中的水，例如110°c，可保证页岩水完全变为水蒸汽，水蒸汽经过第一单向阀门8后进入输导管9中，又经冷凝管10的冷凝后变为液体水，再通过第三单向阀门13进入集水筒12中被收集，而非水成分通过输导管9末端的第二单向阀门11排出。
[0048]E:观察集水筒12内液面的位置，直至水量不再增加，实验结束，断开输导管9与粉碎罐5和集水筒12之间的连通。对实验后的集水筒12称重，对比实验前的集水筒12的重量即可得出页岩水的重量，页岩水的体积可以通过集水筒的刻度线直接读出。
[0049]本发明页岩含水量测试装置结构简单、操作方便、测量结果精确可信。
[0050]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种页岩含水量测试装置，其特征在于，包括底座机构、加热粉碎机构和集水机构， 所述底座机构包括支撑台、电动机和电源与温度控制器，所述电动机设置在支撑台内部的中心轴处； 所述加热粉碎机构包括粉碎罐和设置在其外侧的加温壁，所述粉碎罐包括罐体、盖体和设置于罐体底面的粉碎棒，所述盖体与罐体上端部密封连接，且盖体上设有出气口，所述出气口处设有第一单向阀门；所述粉碎棒穿过罐体底面的通孔与所述电动机可拆卸传动连接，且粉碎棒与罐体底面的通孔之间可转动、密封连接； 所述电源与温度控制器用于控制所述电动机和加温壁； 所述集水机构包括输导管、冷凝管和集水筒，所述输导管的一端与所述第一单向阀门连接，其另一端设有第二单向阀门，所述输导管的中间段包括U型输导管，所述U型输导管的底端设有第三单向阀门，所述第三单向阀门的下部连接所述集水筒；所述冷凝管设置在U型输导管的外侧。2.根据权利要求1所述的页岩含水量测试装置，其特征在于，所述粉碎棒为T型结构，包括粉碎叶片和与其垂直连接的粉碎杆，所述粉碎叶片位于所述罐体内部，所述粉碎杆穿过所述罐体底面的通孔与所述电动机传动连接。3.根据权利要求1所述的页岩含水量测试装置，其特征在于，所述支撑台为下部大上部小的圆台型结构，所述电源与温度控制器设置于所述支撑台的侧壁上。4.根据权利要求1所述的页岩含水量测试装置，其特征在于，所述加温壁为圆筒型结构，其内壁与所述粉碎罐的罐体外壁紧密贴合，且所述加温壁的底端与所述支撑台的顶端固定连接。5.根据权利要求1所述的页岩含水量测试装置，其特征在于，所述冷凝管的管体为U型，设置在所述U型输导管的外侧，所述冷凝管内装有冷凝液。6.根据权利要求1所述的页岩含水量测试装置，其特征在于，所述集水筒采用带刻度线的透明量筒。7.根据权利要求1所述的页岩含水量测试装置，其特征在于，还包括设置于所述粉碎罐内部的粉碎球。8.根据权利要求7所述的页岩含水量测试装置，其特征在于，所述粉碎球的外表面设有粉碎刺。9.一种应用如权利要求1-8任一项所述的页岩含水量测试装置的页岩含水量测试方法，其特征在于，所述测试方法步骤包括: (1)打开所述粉碎罐的盖体，装入页岩样品后密封粉碎罐； (2)将装有页岩样品的粉碎罐放入加温壁中，并使粉碎棒与电动机连接； (3)开启电动机，所述粉碎棒在电动机的带动下，粉碎页岩样品； (4)接通加温壁的电源，分离页岩中的水分； (5)接通集水机构，使粉碎罐产生的水汽经过U型输导管，并被所述冷凝管冷凝后，收集在所述集水筒中； (6)观察所述集水筒中页岩水的体积，直至水量不再增加，测试结束，记录页岩水体积，并通过计算集水筒实验前后的重量差得到页岩水重量。10.根据权利要求9所述的页岩含水量测试方法，其特征在于，所述步骤(I)中，所述粉碎罐内还装入粉碎球。
【专利摘要】本发明公开了一种页岩含水量测试装置，包括底座机构、加热粉碎机构和集水机构，底座机构包括支撑台、电动机和电源与温度控制器，电动机设在支撑台内部中心轴处；加热粉碎机构包括粉碎罐和设在其外侧的加温壁，粉碎罐包括罐体、盖体和粉碎棒，盖体上设出气口，出气口设第一单向阀门；粉碎棒穿过罐体底面与所述电动机可拆卸传动连接；集水机构包括输导管、冷凝管和集水筒，输导管一端与第一单向阀门连接，另一端设第二单向阀门，输导管中间段包括U型输导管，U型输导管的底端连接集水筒；冷凝管设在U型输导管外侧。还公开了一种页岩含水量测试方法。本发明利用“时温原理”实现对页岩中水分的充分提取，并通过集水机构实现页岩水准确收集和测量。
【IPC分类】G01N5/04
【公开号】CN105181521
【申请号】CN201510562745
【发明人】韩双彪, 张金川
【申请人】中国地质大学（北京）
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月7日