一种页岩气的含气量野外快速测定装置的制作方法

本发明涉及页岩气检测，尤其涉及一种页岩气的含气量野外快速测定装置。

背景技术：

1、页岩气是指岩石中存在着裂缝和基质孔隙，使之储集和保存了一定量的天然气，常在地下几千米的位置。由于页岩气存在于页岩的缝隙中，开采方式与常规的油气井并不相同，并且在进行页岩气开采之前，还需要对页岩取样进行解吸，以测定页岩气的含气量，从而确定其开采价值。

2、申请号为201910388984.8的中国发明专利提供了页岩解吸气实时监控装置，通过采用高温使热膨胀条等耐火材料膨胀并对页岩岩芯进行多位面的柔性挤压，一方面接触均匀，挤压点均匀全面，可保证岩芯破裂的均匀度，从而充分获得页岩气，另一方面还可模拟地下高温的实验环境，从而使解吸出的页岩气更加准确化、标准化。

3、但是，本申请人发现现有技术至少存在以下问题：在野外进行页岩气含气量测定时，常常会出现页岩气存储层温度低于室外温度的情况，此时通过高温使热膨胀条膨胀挤压页岩的方式，则会导致解吸过程中的温度环境与页岩储存环境差距过大，影响测量准确性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提出一种页岩气的含气量野外快速测定装置，以解决野外进行页岩气含气量测定时，通过高温使热膨胀条膨胀挤压页岩的方式，常会导致解吸过程中的温度环境与页岩储存环境差距过大，影响测量准确性的问题。

2、基于上述目的，本发明提供了一种页岩气的含气量野外快速测定装置，包括底座，底座上可拆卸安装有安装柱，安装柱上可转动安装有安装板，安装板上安装有解吸筒，解吸筒一端连接有驱动组件，用于驱动解吸筒轴向转动，另一端安装有端盖，端盖上安装有旋转接头，旋转接头联通有导气管，导气管联通有甲烷富集箱，用于对页岩气解吸后的气体进行收集，所述甲烷富集箱连接有控制模块，用于采集甲烷富集箱内甲烷浓度参数并计算页岩气含气量，其特征在于，所述解吸筒包括内筒与套设在其外部的外筒，外筒与内筒之间设置有水浴层，用于容纳传温介质，水浴层中设置有用于调节传温介质的温度调节装置，所述内筒内部设有球磨腔，球磨腔中设置有多组可启闭的隔断层，多组隔断层将球磨腔分割为多组研磨腔，每组研磨腔的内壁上均设置有多组浴槽，浴槽外壁向水浴层中凸起，浴槽中安装有磨球，浴槽开口处设有用于阻止磨球自浴槽中滑出的伸缩杆。

3、可选的，所述隔断层包括沿着内筒截面设置的多组钢丝，多组钢丝一端固定安装于内筒的内壁上，另一端连接有收卷轮，收卷轮外部套设有安装腔，安装腔密封安装于内筒的外壁上，收卷轮与安装腔之间安装有用于绷紧钢丝的收卷轴，相邻两组钢丝之间的间隔小于磨球的直径，所述伸缩杆连接有用于伸缩的输出端，输出端靠近浴槽的侧面安装有用于检测磨球温度的测温单元。

4、可选的，所述内筒中还安装有滤网，滤网将内筒内部分割为球磨腔与容置腔，容置腔中安装有称重器，容置腔连接有排出口，排出口上安装有截断阀，排出口连接有排出管，排出管连接有回收槽。

5、可选的，所述外筒底部设有对接座，所述内筒侧壁上设有与对接座相适配的螺纹，用于固定内筒，所述端盖与外筒螺纹连接，外筒内侧设有密封塞，密封塞与内筒的开口处相适配。

6、可选的，所述端盖的侧面安装有孔座，所述外筒的侧面安装有螺纹座，孔座与螺纹座之间连接有螺栓，所述螺栓上安装有螺母。

7、可选的，所述外筒端部连接有旋转筒，所述旋转筒转动连接有安装筒，安装筒与安装板固定连接，旋转筒周侧安装有从动齿轮，从动齿轮啮合连接有驱动齿轮，驱动齿轮连接动力连接有驱动电机，驱动电机固定安装于安装板上。

8、可选的，所述安装板连接底部连接有托板，托板端部向着外筒的开口部延伸，托板端部安装有滚珠，所述外筒周侧安装有轨道环，轨道环上开设有轨道槽，轨道槽与滚珠相适配。

9、可选的，所述安装柱底部连接有固定座，固定座与底座之间通过螺钉连接，所述固定座上安装有转轴，转轴连接有连接臂，连接臂与安装板固定连接。

10、可选的，所述底座底部安装有万向轮，底座上还安装有支撑杆，支撑杆顶部安装有用于承载甲烷富集箱的托盘，托盘底部安装有气接头，气接头与导气管联通。

11、可选的，所述底座可转动连接有拉杆，拉杆上开设有滑槽，所述支撑杆上可转动安装有连接杆，连接杆另一端连接有销钉，销钉配合安装于滑槽。

12、本发明的有益效果：本发明提供了一种页岩气的含气量野外快速测定装置，通过调节传温介质的温度保持与页岩层温度相同，由于磨球安装于浴槽中，浴槽的外壁向着水浴层凸起，使得磨球的温度也保持与页岩层温度相同，将页岩岩心放入至球磨腔中，关闭端盖，之后启动隔断层，隔断层对页岩岩心进行初次切断，并将球磨腔分割为多个研磨腔，驱动组件带动解吸筒轴向转动，使得球磨腔中的页岩岩心随着内筒转动而不断的翻滚，此时，磨球自浴槽中滚出，并随着内筒的转动，而在其所在的研磨腔中翻滚，并与页岩岩心发生碰撞，从而使得页岩缝隙中的页岩气得以快速析出，并经过导气管导入至甲烷富集箱中，被甲烷富集箱收集，控制模块对甲烷富集箱中的气体进行甲烷含量检测，从而测得页岩气的含气量，能够在野外环境中，始终保持解吸环境温度与页岩气储藏层的温度高度接近，提升解吸效果，更准确的检测页岩气的含气量。

技术特征：

1.一种页岩气的含气量野外快速测定装置，包括底座(101)，底座(101)上可拆卸安装有安装柱(201)，安装柱(201)上可转动安装有安装板(205)，安装板(205)上安装有解吸筒，解吸筒一端连接有驱动组件，用于驱动解吸筒轴向转动，另一端安装有端盖(401)，端盖(401)上安装有旋转接头(402)，旋转接头(402)联通有导气管(407)，导气管(407)联通有甲烷富集箱(409)，用于对页岩气解吸后的气体进行收集，所述甲烷富集箱(409)连接有控制模块，用于采集甲烷富集箱(409)内甲烷浓度参数并计算页岩气含气量，其特征在于，所述解吸筒包括内筒(303)与套设在其外部的外筒(301)，外筒(301)与内筒(303)之间设置有水浴层(302)，用于容纳传温介质，水浴层(302)中设置有用于调节传温介质的温度调节装置，所述内筒(303)内部设有球磨腔(307)，球磨腔(307)中设置有多组可启闭的隔断层，多组隔断层将球磨腔(307)分割为多组研磨腔，每组研磨腔的内壁上均设置有多组浴槽(309)，浴槽(309)外壁向水浴层(302)中凸起，浴槽(309)中安装有磨球(310)，浴槽(309)开口处设有用于阻止磨球(310)自浴槽(309)中滑出的伸缩杆(314)。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气的含气量野外快速测定装置，其特征在于，所述隔断层包括沿着内筒(303)截面设置的多组钢丝(308)，多组钢丝(308)一端固定安装于内筒(303)的内壁上，另一端连接有收卷轮(312)，收卷轮(312)外部套设有安装腔(311)，安装腔(311)密封安装于内筒(303)的外壁上，收卷轮(312)与安装腔(311)之间安装有用于绷紧钢丝(308)的收卷轴(313)，相邻两组钢丝(308)之间的间隔小于磨球(310)的直径，所述伸缩杆(314)连接有用于伸缩的输出端(315)，输出端(315)靠近浴槽(309)的侧面安装有用于检测磨球(310)温度的测温单元(316)。

3.根据权利要求1所述的一种页岩气的含气量野外快速测定装置，其特征在于，所述内筒(303)中还安装有滤网(305)，滤网(305)将内筒(303)内部分割为球磨腔(307)与容置腔(306)，容置腔(306)中安装有称重器，容置腔(306)连接有排出口(213)，排出口(213)上安装有截断阀，排出口(213)连接有排出管(214)，排出管(214)连接有回收槽(103)。

4.根据权利要求1所述的一种页岩气的含气量野外快速测定装置，其特征在于，所述外筒(301)底部设有对接座(304)，所述内筒(303)侧壁上设有与对接座(304)相适配的螺纹，用于固定内筒(303)，所述端盖(401)与外筒(301)螺纹连接，外筒(301)内侧设有密封塞，密封塞与内筒(303)的开口处相适配。

5.根据权利要求1所述的一种页岩气的含气量野外快速测定装置，其特征在于，所述端盖(401)的侧面安装有孔座(403)，所述外筒(301)的侧面安装有螺纹座(405)，孔座(403)与螺纹座(405)之间连接有螺栓(404)，所述螺栓(404)上安装有螺母(406)。

6.根据权利要求1所述的一种页岩气的含气量野外快速测定装置，其特征在于，所述外筒(301)端部连接有旋转筒(206)，所述旋转筒(206)转动连接有安装筒(212)，安装筒(212)与安装板(205)固定连接，旋转筒(206)周侧安装有从动齿轮(207)，从动齿轮(207)啮合连接有驱动齿轮(209)，驱动齿轮(209)连接动力连接有驱动电机(208)，驱动电机(208)固定安装于安装板(205)上。

7.根据权利要求1所述的一种页岩气的含气量野外快速测定装置，其特征在于，所述安装板(205)连接底部连接有托板(210)，托板(210)端部向着外筒(301)的开口部延伸，托板(210)端部安装有滚珠(211)，所述外筒(301)周侧安装有轨道环(317)，轨道环(317)上开设有轨道槽(318)，轨道槽(318)与滚珠(211)相适配。

8.根据权利要求1所述的一种页岩气的含气量野外快速测定装置，其特征在于，所述安装柱(201)底部连接有固定座(202)，固定座(202)与底座(101)之间通过螺钉连接，所述固定座(202)上安装有转轴(203)，转轴(203)连接有连接臂(204)，连接臂(204)与安装板(205)固定连接。

9.根据权利要求1所述的一种页岩气的含气量野外快速测定装置，其特征在于，所述底座(101)底部安装有万向轮(102)，底座(101)上还安装有支撑杆(106)，支撑杆(106)顶部安装有用于承载甲烷富集箱(409)的托盘(104)，托盘(104)底部安装有气接头(408)，气接头(408)与导气管(407)联通。

10.根据权利要求1所述的一种页岩气的含气量野外快速测定装置，其特征在于，所述底座(101)可转动连接有拉杆(105)，拉杆(105)上开设有滑槽(108)，所述支撑杆(106)上可转动安装有连接杆(107)，连接杆(107)另一端连接有销钉，销钉配合安装于滑槽(108)。

技术总结
本发明涉及页岩气测量技术领域，具体涉及一种页岩气的含气量野外快速测定装置，通过将甲烷富集箱连接控制模块，用于采集甲烷富集箱内甲烷浓度参数并计算页岩气含气量，解吸筒包括内筒与套设在其外部的外筒，外筒与内筒之间设置有水浴层，水浴层中设置有用于调节传温介质的温度调节装置，内筒内部设有球磨腔，球磨腔中设置有多组可启闭的隔断层，多组隔断层将球磨腔分割为多组研磨腔，每组研磨腔的内壁上均设置有多组浴槽，浴槽外壁向水浴层中凸起，浴槽中安装有磨球，浴槽开口处设有用于阻止磨球自浴槽中滑出的伸缩杆。能够在野外环境中，始终保持解吸环境温度与页岩气储藏层的温度高度接近，提升解吸效果，更准确的检测页岩气的含气量。

技术研发人员：全孝,苏培东,杨勇,李有贵,陶新华,王时林,余江,唐涛,甘帆,张忠良
受保护的技术使用者：中铁交通投资集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31