专利名称：固屑/液体热真空定量脱气器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于脱气领域，是适用于各种固屑(如岩屑、沙土、颗粒状物、粉末等)和各种液体(包括粘稠液体)进行热真空定量脱气并收集计量脱出气体的固屑/液体热真空定量脱气器，获得没有人为因素和空气影响的不失真的被脱气的固屑/液体在一定温度条件下脱出的纯气体，供气相色谱分析之用。本实用新型特别适用于石油天然气勘探地质录井对岩屑、岩屑钻井液混合样或钻井液进行热真空定量脱气，便于准确识别油气显示和评价油气层。
背景技术：
天津市兴国科研开发有限公司徐光国实用新型专利“真空蒸馏定量脱气器”(专利号ZL00243234.X；证号440169)提出一种对石油天然气地质勘探气测录井中钻井液全脱气的半自动真空蒸馏定量脱气器，该技术虽适用于液体，但绝无可能对钻井岩屑进行脱气，以供地化录井之用。
有些国外的综合录井仪配有钻井岩屑脱气器(Cuting Gas)，但该脱气器只是在常温下高速搅拌固屑，且在常压下工作，难以使岩屑中吸附的气体，尤其是较高沸点的烃类(如C6、C7及更高碳数的组份)脱出。国内各油田虽有够入此类仪器的，但至目前无一家使用该脱气器。
发明内容
本设计的固屑/液体热真空定量脱气器的目的是研制一种真空及加热状态下对钻井固屑(岩屑)进行全气量脱气，获得不失真的纯样品气供气相色谱分析，为地化录井及气测录井提供全新的技术资料。也可用于其他固屑进行热真空全脱气。该仪器同时具有ZL00243234.X号专利《真空蒸馏定量脱气器》的性能，也可对各种液体进行热真空全气量脱气。
本实用新型的具体内容是一种固屑/液体热真空定量脱气器，由脱气室及其升降支架部分、抽真空部分、加热搅拌部分、供盐水部分、集气计量部分、清扫/动力气部分，以及自动控制及手动控制部分组成；仪器前面板上装有加热温度控制器、搅拌定时器、各种控制开关及真空表；其特征在于脱气室及其升降支架部分有金属制成的脱气室体(1)，脱气室体置于托架(2)上的气缸(4)的活塞上，气缸(4)连接二位五通电磁阀(3)，二位五通电磁阀(3)连接第九三通(34)；脱气室体上部有可开合的法兰盖(5)，脱气室体和法兰盖密封联接；抽真空部分有真空泵(24)依次连接干燥管(23)、缓冲瓶(22)、第一三通(20)，第一三通连接二位三通式电磁阀(21)及第一电磁气动阀(19)，第一电磁气动阀(19)再依次连接第二三通(18)、第三三通(17)，第三三通连接真空表(16)和二位二通电磁阀(15)，二位二通电磁阀(15)再连接第四三通(14)，第四三通(14)连接集气计量部分的计量管(13)的顶部；计量管(13)的底部连接集气室(12)，第二三通(18)还连接第五三通(26)，第五三通(26)连接预留体积室(25)；清扫/动力气部分有气体入口(30)连接第六三通(31)，第六三通连接第七三通(32)，第七三通连接第八三通(33)和第九三通(34)，第九三通连接第十三通(35)，第十三通连接第十一三通(36)；第十一三通连接第二电磁气动阀(27)，第二电磁气动阀(27)连接预留体积室(25)；第十三通(35)连接减压阀(29)；减压阀(29)连接清扫气阀(28)，清扫气阀连接第五三通(26)；由金属制成的法兰盖(5)上部接口连接液体第五电磁气动进样阀(6)，该第五电磁气动进样阀(6)入口与样品瓶(7)相连接，第五电磁气动进样阀(6)还连接第八三通(33)；法兰盖(5)上部另一接口连接第四电磁气动阀(8)、第四电磁气动阀(8)连接第十二三通(11)，第四电磁气动阀(8)还连接第八三通(33)；第十二三通(11)与集气室(12)相连接，第十二三通(11)又与控制进盐水的第三电磁气动阀(10)连接，控制进盐水的第三电磁气动阀(10)连接盐水瓶(9)，控制进盐水的第三电磁气动阀(10)连接第六三通(31)。法兰盖(5)的第三个接口经电磁气动阀(27)与预留体积室(25)相联接。
法兰盖(5)的套管中装有电热管(39)及温度传感器(40)，顶部有密封水封(38)，法兰盖上部有搅拌电机(41)，搅拌电机下连搅拌扇叶(42)。发明的效果(1)实用新型提供了可用于各种固屑或各种液体或固屑与液体混合物进行热真空定量脱气的脱气器。按预定的脱气条件和脱气程序自动脱气，获得在一定温度条件下产生的没有人为操作因素和空气影响的不失真的纯样品，供气相色谱分析。
(2)提供了可用于石油天然气地质勘探现场和实验室应用的固屑/液体热真空定量脱气器，可对定量钻井固屑(小于300克)和定量液体(250毫升)进行热真空脱气，脱气效率和工作效率高，没有人为因素和空气影响，为地化录井和气测录井提供更准确、更有代表性、更丰富、更及时的地质录井资料。
(3)由于克服了经典的靠手动操作的VMS的各种缺点，实现了按预定的脱气条件和脱气程序自动脱气，完全排除了人为因素和空气的影响，获得反映液体真实含气情况的纯样品气，因而获得的分析资料真实可靠，具有可比性。
(4)使地面含气量(SPI)参数具有可比性，可实现层间、井间油气层资料对比。
(5)脱气效率和工作效率大大提高。
图1是固屑/液体热真空定量脱气器流程图图2是脱气室及支架结构示意图图3是法兰盖结构示意图图4是自动控制与手动控制部分电原理图图5是自动控制与手动控制部分电路图图6是一种实施例的仪器外形图具体实施例一种固屑/液体热真空定量脱气器由脱气室及其升降支架部分、抽真空部分、加热搅拌部分、供盐水部分、集气计量部分、清扫/动力气部分以及自动控制及手动控制部分组成。脱气室体1及其支架均由金属制成，而且可以用置于托架2上的气缸4升降，升起后，可以与法兰盖5上的密封接口相联接，此法兰盖5与经二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀6(进浆阀)与液体样品瓶7相联接；通过同样的气动式二位二通阀8经三通11与集气室12相联接；另外，经由二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀27与预留体积室25相联接，法兰盖5上装有水封38、电热管套中的电热管39、热敏电阻套管中的温度传感器40以及搅拌电机41、搅拌扇叶42(见图2与图3)。
抽真空部分由真空泵24经缓冲瓶22、干燥管23与三通20相联接，经三通20，联接供真空泵放空用的二位三通电磁阀21，三通20又与二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀19(抽真空阀)相联接，此阀19经三通18与三通17相联接，三通17联接真空表16及二位二通电磁阀15，此阀15又与三通14联接，该三通14又分别联接抽样口37及计量管顶部接口；三通18的第三端经三通26与预留体积室25相联接。以上流路构成抽真空部分。
集气、计量部分则由集气室12与计量管13组成。集气室12底部与三通11相联接；顶部与计量管13底部联接，此计量管顶部联接三通14。集气、计量时，打开二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀10，盐水吸入具有一定真空度的集气室12及计量管13，至压力平衡时，可由计量管处读出脱出的样品气体积。
加热搅拌部分由安装在法兰盖5上的电热套管中的电热管39、套管中的温度传感器40、以及安装于水封38上的搅拌电机41及搅拌扇叶42组成。
由可编程控制器(以下简称PLC)43及温控器44、以及DC24V电源45、搅拌定时器46、继电器47、48、49、开关50、51等控制(见图4)。
供盐水部分由盐水瓶9经二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀10至三通11，而后进入集气室12，以供收集样品气之用。
清扫/动力气部分由其入口30至三通31，此三通31接至控制进盐水的气动式二位二通阀10的二位五通电磁阀，另外接至三通32及三通33，三通33分别联接二个二位五通电磁阀，其中之一控制联接脱气室1的气动式二位二通阀8；另一则控制液体(泥浆)进样用的气动式二位二通阀6。动力气又经三通32至三通34，此三通34一端与控制脱气室升降的气缸4的二位五通电磁阀3相联接，另一端则连接至三通35，此三通35又联接到三通36，三通36分别联接控制抽真空用的电动式二位二通阀19的二位五通电磁阀和控制预留体积室用的气动式二位二通阀27的二位五通电磁阀。上述各项联接均是用作气动式二位二通阀的动力气。三通35又与减压阀29相联接，此减压阀29的出口联接清扫气阀28，该清扫气阀28的出口联接到三通26上，经三通26而至预留体积室25。当每个样品脱气结束后，取下脱气室1，清扫气可排出预留体积室25中的废水。
自动控制部分由PLC43、温度控制器44、DC24V开关电源45、搅拌定时器46、继电器47、48、49以及“自动/手动”开关50、“固屑/液体”开关51组成(详见图4)。
手动操作1、固屑脱气1.1将仪器前面板上“自动/手动”开关置于“手动”位置；将“固屑/液体”开关置于“固屑”位置。
1.2称取200-300克固屑置于脱气室1中，向该脱气室中加入清水至接近顶口。打开仪器总电源开关K1，而后打开“罐体升降”开关，气缸4顶出使脱气室升起与法兰盖5的密封接口相联接，此时脱气室1中多余的清水会溢出到预先置于仪器下方的盘中，该脱气室中已无空气。
1.3启动真空泵24打开二位三通电磁阀21(放空阀)、二位二通电磁阀15(隔离阀)及气动式二位二通阀19(抽真空阀)，将集气室12与计量管13以及预留体积室25抽真空约至真空度接近-0.1Mpa，打开气动式二位二通阀10(进水阀)，使集气室中吸入少量盐水，以排除盐水管中的空气，再关闭进水阀，继续抽真空至真空度达-0.1Mpa，而后关闭上述抽真空电磁阀及真空泵。
1.4打开气动式二位二通阀27，脱气室1中的部分清水吸入预留体积室25，在脱气室1中形成真空状态的脱气空间，而后关闭此气动式二位二通阀27。
1.5在温度控制器44上设定脱气温度；在搅拌定时器46上设定搅拌时间，打开脱气开关，开始对脱气室1中的固屑样品加热搅拌脱气。约50秒后，打开气动式二位二通阀10(进水阀)，向集气室12中吸入部分盐水，此部分盐水将吸收脱气过程中产生的水蒸气。约1分钟后，打开二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀8，脱出的样品气开始进入集气室12及计量管13。
1.6达到搅拌时间后，搅拌定时器46自动控制搅拌电机41停止工作，此时关闭脱气开关，关闭二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀8。
1.7打开气动式二位二通阀10(进水阀)，盐水吸入集气室12及计量管13，至压力平衡时，由计量管13处读出所获样品气的体积。
1.8由抽样口37处抽取样品气进行气相色谱分析。
1.9关闭“罐体升降”开关，控制气缸4升降的二位五通电磁阀3的动力气换向，气缸4降下，取下脱气室1洗净备用。
1.10打开二位二通电磁阀28与15；打开二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀10与27，清扫气推动预留体积室25中的废水排出至仪器下方的盘子中，并将盐水回收至盐水瓶9，而后关闭上述各电磁阀以及仪器总电源开关K1，一个样品的脱气过程便已结束。
2、液体脱气2.1将仪器前面板上“自动/手动”开关置于手动位置；将“固屑/液体”开关置于“液体”位置上。
2.2将装满液体的样品瓶7安装于仪器外罩右侧的支架上。
2.3打开“罐体升降”开关，气缸4升起，使脱气室1起与法兰盖5的密封接口相联接并密封好。
2.4打开仪器总电源开关，气动真空泵24，打开二位三通电磁阀21、二位二通电磁阀15以及二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀8与19，抽真空至真空度接近-0.1Mpa。
2.5打开二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀6，使少量液体样品自样品瓶7吸入脱气室1中；打开二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀10使集气室12中吸入少量盐水，以排除有关管线中的空气。而后关闭此二电磁阀，继续将系统(包括脱气室1)抽真空至真空度达-0.1Mpa，而后关闭真空泵24和抽真空控制阀阀21、阀19、阀15、阀8。
2.6打开二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀6，液体样品自样品瓶7吸入脱气室1，至吸入量达250ml时，关闭上述气动式二位二通阀6。
2.7以下按固屑脱气部分1.5～1.9条操作。
2.8打开二位二通电磁阀28、15及二位五通电磁阀控制的气动式二位二通阀10，清扫气推动集气室12、计量管13中的盐水返回至盐水瓶19，关闭总电源开关K1，一个液体的脱气操作便已结束。
自动操作本实用新型在进行自动模式工作时，首先将仪器前面板上的“自动/手动”开关置于自动位置上，如进行固屑脱气，则将“固屑/液体”开关置于固屑位置；如进行液体脱气则将此开关置于液体位置，在按上述1.2条准备好固屑样品或按2.2条准备好液体样品后，打开仪器总电源开关K1，仪器便可在PLC43的控制下自动按预先设定好的脱气条件和程序进行脱气，至集气计量后，便可抽取样品气进行气相色谱分析。抽样后，以手动操作方式取下脱气室1，将“自动/手动”开关置于手动位置，PLC43便可自动控制排出废水，并回收盐水，而后关闭总电源开关K1，结束一个样品的脱气操作。
权利要求1.一种固屑/液体热真空定量脱气器，由脱气室及其升降支架部分、抽真空部分、加热搅拌部分、供盐水部分、集气计量部分、清扫/动力气部分，以及自动控制及手动控制部分组成；仪器前面板上装有加热温度控制器、搅拌定时器、各种控制开关及真空表；其特征在于脱气室及其升降支架部分有金属制成的脱气室体(1)，脱气室体置于托架(2)上的气缸(4)的活塞上，气缸(4)连接二位五通电磁阀(3)，二位五通电磁阀(3)连接第九三通(34)；脱气室体上部有可开合的法兰盖(5)，脱气室体和法兰盖密封联接；抽真空部分有真空泵(24)依次连接干燥管(23)、缓冲瓶(22)、第一三通(20)，第一三通连接二位三通式电磁阀(21)及第一电磁气动阀(19)，第一电磁气动阀(19)再依次连接第二三通(18)、第三三通(17)，第三三通连接真空表(16)和二位二通电磁阀(15)，二位二通电磁阀(15)再连接第四三通(14)，第四三通(14)连接集气计量部分的计量管(13)的顶部；计量管(13)的底部连接集气室(12)，第二三通(18)还连接第五三通(26)，第五三通(26)连接预留体积室(25)；清扫/动力气部分有气体入口(30)连接第六三通(31)，第六三通连接第七三通(32)，第七三通连接第八三通(33)和第九三通(34)，第九三通连接第十三通(35)，第十三通连接第十一三通(36)；第十一三通连接第二电磁气动阀(27)，第二电磁气动阀(27)连接预留体积室(25)；第十三通(35)连接减压阀(29)；减压阀(29)连接清扫气阀(28)，清扫气阀连接第五三通(26)；由金属制成的法兰盖(5)上部接口连接液体第五电磁气动进样阀(6)，该第五电磁气动进样阀(6)入口与样品瓶(7)相连接，第五电磁气动进样阀(6)还连接第八三通(33)；法兰盖(5)上部另一接口连接第四电磁气动阀(8)、第四电磁气动阀(8)连接第十二三通(11)，第四电磁气动阀(8)还连接第八三通(33)；第十二三通(11)与集气室(12)相连接，第十二三通(11)又与控制进盐水的第三电磁气动阀(10)连接，控制进盐水的第三电磁气动阀(10)连接盐水瓶(9)，控制进盐水的第三电磁气动阀(10)连接第六三通(31)，法兰盖(5)的第三个接口经电磁气动阀(27)与预留体积室(25)相联接。
2.根据权利要求1所述的固屑/液体热真空定量脱气器，其特征在于法兰盖(5)的套管中装有电热管(39)及温度传感器(40)，顶部有密封水封(38)，法兰盖上部有搅拌电机(41)，搅拌电机下连搅拌扇叶(42)。
专利摘要一种用于各种固屑或各种液体或固屑与液体混合物，特别是用于石油天然气地质勘探气测录井及地化录井的岩屑/钻井液热真空定量脱气器由脱气室及脱气罐部分、抽真空部分、加热搅拌部分、供盐水部分、集气计量部分、清扫/动力气部分、自动控制及手动控制部分组成，脱气室用气动升降，可编程控制器控制自动脱气操作，温控器控制脱气温度，定时器控制脱气搅拌时间，优点是可对定量固屑或定量液体进行热真空脱气，脱气效率高，脱出的样品气不失真，可比性好，工作效率高，操作简便可靠。
文档编号G01N1/22GK2690881SQ20042002873
公开日2005年4月6日 申请日期2004年4月9日 优先权日2004年4月9日
发明者徐光国 申请人:徐光国