1.一种页岩气振动解吸测试评价装置,其特征在于,包括:
提供待测试气体的注气系统,包括多个储气瓶,所述储气瓶连接标准室(1)的进气端;
为标准室(1)中的气体增压的增压系统,包括平流泵(2)和中间容器(3),所述平流泵(2)连通中间容器(3),所述中间容器(3)连接标准室(1)的进气端;
吸附解吸系统,包括标准室(1)和样品室(4),标准室(1)的出气端连接样品室(4)的进气端,样品室(4)的出气端连接解吸气体收集系统;
用于给样品室(4)提供机械振动的振动系统,包括依次连接的函数/任意波发生器(5)、功率放大器(6)、激振器(7),激振器(7)的输出端与样品室(4)连接;
用于收集并测量解吸气体的解吸气体收集系统,包括回压阀(17)及与其相连的手摇泵(19)、排水集气装置(20);
数据收集系统,用于实时自动地采集实验数据;
用于为标准室(1)和样品室(4)提供实验所需温度的恒温系统。
2.根据权利要求1所述的页岩气振动解吸测试评价装置,其特征在于,还包括:对吸附解吸系统进行抽真空的抽真空系统,所述抽真空系统包括真空泵(8),所述真空泵(8)与所述标准室(1)连接。
3.根据权利要求2所述的页岩气振动解吸测试评价装置,其特征在于:
所述储气瓶、所述真空泵(8)、所述中间容器(3)均通过第一六通阀(9)连接所述标准室(1),所述标准室(1)通过所述第一六通阀(9)连接第一压力传感器(10)。
4.根据权利要求3所述的页岩气振动解吸测试评价装置,其特征在于:
所述储气瓶包括甲烷高压气瓶(11)和氦气高压气瓶(12),甲烷高压气瓶(11)储存的甲烷用于吸附解吸实验,氦气高压气瓶(12)储存的氦气用于测定样品室(4)中空隙体积,所述甲烷高压气瓶(11)和所述氦气高压气瓶(12)均通过减压阀(13)连接所述第一六通阀(9)的不同端口。
5.根据权利要求1所述的页岩气振动解吸测试评价装置,其特征在于:
所述样品室(4)连接有缓冲弹簧(14),用于缓冲机械振动。
6.根据权利要求1所述的页岩气振动解吸测试评价装置,其特征在于:
所述标准室(1)和所述样品室(4)之间通过第一闸阀(15)连接,所述样品室(4)的出气端通过第二六通阀(16)连接回压阀(17),所述样品室(4)通过所述第二六通阀(16)连接第二压力传感器(18)。
7.根据权利要求1所述的页岩气振动解吸测试评价装置,其特征在于:
所述排水集气装置(20)包括储水槽(21)和量筒(22);所述手摇泵(19)与回压阀(17)之间通过管路连通,管路上具有第二闸阀(23),第二闸阀(23)与手摇泵(19)之间设有第三压力传感器(24)。
8.根据权利要求1所述的页岩气振动解吸测试评价装置,其特征在于:
所述平流泵(2)和所述中间容器(3)之间连接有第三闸阀(25)。
9.一种利用如权利要求1-8任一项所述的页岩气振动解吸测试评价装置进行页岩气振动解吸测试评价的方法,其特征在于,包括:
页岩的等温吸附实验过程:
向样品室中装入页岩粉末样品,抽真空,使用氦气测定样品室空隙体积,再次抽真空;
调整标准室和样品室的温度调至实验所需温度,向标准室中充气,直到标准室压力达到设定值,打开标准室和样品室之间的第一闸阀进行等温吸附实验;
待压力平衡后,关闭标准室和样品室之间的第一闸阀,再次向标准室充气,重复上述步骤,直至吸附量趋于稳定;
吸附量由精密压力传感器所测得的压力计算;
向标准室充气时,如果标准室压力达不到设定值,可以通过增压系统进行增压;
页岩的等温解吸实验过程:
待等温吸附实验结束后,关闭第一闸阀,打开样品室排气,使样品室内压力降到指定值后关闭样品室,打开第一闸阀开始解吸过程;
解吸过程在观察样品室和标准室内压力变化,待压力平衡后,视为解吸结束;
重复上述步骤,不断降低压力直至完成解吸实验;
解吸量由精密压力传感器所测得的压力计算。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,还包括:
不同振动条件下的页岩解吸实验过程:
待页岩的等温吸附实验结束后,关闭第一闸阀,调节手摇泵,使第三压力传感器的压力比吸附平衡压力低,打开第二六通阀的相关阀门,排出样品室的多余气体,使第一压力传感器与第三压力传感器压力相等为第一压力;
打开函数/任意波发生器、功率放大器和激振器,调节函数/任意波发生器和功率放大器以设置振动的频率和幅度,开始解吸;
待解吸出气体不再增加,排出的气体量即为第一压力下的解吸气体量;
重复上述步骤,不断降低解吸压力,直至实验结束,可得各个压力点下的累计气体解吸量;
保持振动频率不变,在不同的振动幅度下完成上述解吸实验,评价振动幅度对解吸的影响;保持振动幅度不变,在不同的振动频率下完成上述解吸实验,评价振动频率对解吸的影响。