一种页岩中气体组成测定方法

本发明属于页岩技术领域，具体为一种页岩中气体组成测定方法。

背景技术：

页岩含气性是页岩气资源评价的关键性参数，其测试数据的质量直接关系到页岩气资源评价结果的可靠性程度。

对比文件cn109540735a公开了一种页岩含气性综合分析装置，包括含气量测试单元、烃类气体组分分析单元、无机气体组分分析单元，以及操作控制单元；本发明还公开了基于该装置的页岩含气性综合分析方法。本发明的技术方案实现了在页岩气钻探现场对页岩岩心进行含气量解析测试的同时，在线分析与监测解析过程中解析气体组成及其变化的技术方案，可以有效提高测试数据的可靠性和及时性，更好地服务于页岩气勘探开发工程实施，为页岩气资源勘查与评价提供更科学、更可靠的含气性数据。

现有技术中，页岩中气体组成测试时，将页岩样品置于密封样品罐内，电机通过传动装置带动密封样品罐前后左右振动，使罐内的钢珠和页岩样品相互摩擦和碰撞以实现使岩芯破碎的目的，岩芯破碎以后会释放烃类气体，然后打开快速接头，接上气体计量检测装置，即可测出气体的体积，完成页岩气体组成测试，但是这种测定方法存在着，页岩样品在破碎过程中会产生大量的热量，岩芯破碎以后释放出来的烃类气体会被这些热量消耗一部分，从而影响实验结果，导致数据正确率偏低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决现有技术中，页岩中气体组成测试时，将页岩样品置于密封样品罐内，电机通过传动装置带动密封样品罐前后左右振动，使罐内的钢珠和页岩样品相互摩擦和碰撞以实现使岩芯破碎的目的，岩芯破碎以后会释放烃类气体，然后打开快速接头，接上气体计量检测装置，即可测出气体的体积，完成页岩气体组成测试，但是这种测定方法存在着，页岩样品在破碎过程中会产生大量的热量，岩芯破碎以后释放出来的烃类气体会被这些热量消耗一部分，从而影响实验结果，导致数据正确率偏低的问题，而提出一种页岩中气体组成测定方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种页岩中气体组成测定方法，包括以下步骤：

第一步：取100g的页岩样品置于样品管内，然后再通过样品管使得页岩样品落入到样品罐的放置孔内，再接着将密封盖放置到壳体的顶面上，使得密封盖上的密封环位于壳体上的密封槽内，启动双轴气缸做伸长运动工作，带动限位滑块沿着限位滑杆滑动连接，限位滑块通过活动杆带动滑动杆沿着固定管向下移动，并使得固定板向下移动，固定板上的固定块插入到密封盖上的固定孔内；

第二步：启动驱动电机工作，使得驱动电机做变速工作，通过连接件和连接板带动连接轴进行转动，带动第一圆形板转动、设置在第一连接柱上的第一破碎板转动和设置在第二连接柱上的第二破碎板转动，第一破碎板和第二破碎板的横切面不断地对页岩样品进行破碎，破碎的页岩样品释放烃类气体，并沿着样品管排出，并打开连接头，接上气体计量检测仪进行测量；

第三步：测量完成后，控制双轴气缸做收缩运动工作，使得密封盖与固定板分离，然后将密封盖从壳体上取下，再将样品罐从样品罐内抽出，对样品罐进行清理，再把样品罐重新装入到壳体内，等待下一次测定。

优选的，样品罐内设置有破碎件，破碎件包括连接轴、第一圆形板、第二圆形板、第三圆形板、第一连接柱、第二连接柱、第一破碎板、第二破碎板、第三连接柱、样品管；连接轴的底端通过密封轴承贯穿样品罐的底面，并与样品罐的底面转动连接，连接轴的顶端设置有第一圆形板，第一圆形板的正上方设置有第三圆形板，第三圆形板的正上方设置有第二圆形板，第三圆形板位于第一圆形板和第二圆形板的中间位置，且第一圆形板、第二圆形板和第三圆形板结构和直径均相同，第三连接柱环形阵列设置有多组，第三连接柱的两端分别与第一圆形板和第二圆形板连接，第三连接柱的中部与第三圆形板连接，第二圆形板和第三圆形板之间设置有与放置样品管连通的放置孔。

优选的，第三连接柱的两侧分别设置有第一连接柱和第二连接柱，第一连接柱的两端分别与第一圆形板和第二圆形板连接，第一连接柱的中部与第三圆形板连接；第一连接柱上转动设置有四组第一破碎板，两组第一破碎板位于第一圆形板和第三圆形板之间的中部位置上，另外两组第一破碎板位于第二圆形板和第三圆形板之间的中部位置上。

优选的，第二连接柱的两端分别与第一圆形板和第二圆形板连接，第二连接柱的中部与第三圆形板连接，第二连接柱上转动设置有四组第二破碎板，两组第二破碎板位于第一圆形板和第三圆形板之间的两侧位置上，另外两组第二破碎板位于第二圆形板和第三圆形板之间的两侧位置上。

优选的，连接轴的底端设置有连接板，连接板的底面设置有十字形凸块，连接件为筒体结构，连接件的顶面设置有与十字形凸块相适配的十字形凹槽。

优选的，密封固定件设置在安装板上，且密封固定件沿着壳体的中垂线对称设置，安装板为l形结构，安装板的竖直部设置在壳体的顶面上。

优选的，密封盖与样品罐的顶面设置有密封垫圈，且密封盖的底面环形设置有密封环，壳体的顶面上设置有与密封环相适配的密封槽，密封环和密封槽之间设置有密封垫圈，密封盖的顶面上设置有连接头。

优选的，密封固定件包括固定块、双轴气缸、限位滑块、限位滑杆、活动杆、固定管、滑动杆、固定板；安装板水平部的中部设置有双轴气缸，双轴气缸的输出端与限位滑块连接，限位滑块的两侧分别套装在限位滑杆上，限位滑杆设置在安装板的水平部上，安装板的水平部两侧分别竖直安装有固定管，滑动杆的顶端滑动插入到固定管内部，滑动杆的底部侧壁与活动杆的底端活动连接，活动杆的顶端与限位滑块活动连接，滑动杆的底端与固定板连接，固定板的底面设置有固定块，密封盖上设置有固定块相适配的固定孔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：取100g的页岩样品置于样品管内，然后再通过样品管使得页岩样品落入到样品罐的放置孔内，再接着将密封盖放置到壳体的顶面上，使得密封盖上的密封环位于壳体上的密封槽内，启动双轴气缸做伸长运动工作，带动限位滑块沿着限位滑杆滑动连接，限位滑块通过活动杆带动滑动杆沿着固定管向下移动，并使得固定板向下移动，固定板上的固定块插入到密封盖上的固定孔内；通过设置的密封固定件，可以使得密封盖与壳体之间的密封性能，保证页岩样品在测试过程中的密封性，从而将提高了页岩样品测试数据的准确性，同时，通过控制双轴气缸工作，然后带动限位滑块、活动杆和滑动杆工作，使得固定板移动，实现对密封盖的安装工作，具有着方便安装的优点，从而提高了测试的效率；

启动驱动电机工作，使得驱动电机做变速工作，通过连接件和连接板带动连接轴进行转动，带动第一圆形板转动、设置在第一连接柱上的第一破碎板转动和设置在第二连接柱上的第二破碎板转动，第一破碎板和第二破碎板的横切面不断地对页岩样品进行破碎，破碎的页岩样品释放烃类气体，并沿着样品管排出，并打开连接头，接上气体计量检测仪进行测量；本发明通过破碎件上的第一破碎板和第二破碎板击碎样品管，第一破碎板和第二破碎板的排布设置，使得可以对样品管多角度和多高度同时进行破碎，大大提高了样品管破碎的效率，破碎后使其释放烃类气体；在破碎的过程中，通过控制驱动电机变速工作并配合破碎件的工作，使得页岩样品在样品罐内做无规则运动，使得页岩样品破碎效果好，且破碎时，页岩样品的多次不间断破碎变形，使得页岩样品产生的热量减少，样品罐内不会产生较多的热量，减少了释放气体的消耗，从而显著提高了测试准确性；解决了现有技术中，页岩中气体组成测试时，将页岩样品置于密封样品罐内，电机通过传动装置带动密封样品罐前后左右振动，使罐内的钢珠和页岩样品相互摩擦和碰撞以实现使岩芯破碎的目的，岩芯破碎以后会释放烃类气体，然后打开快速接头，接上气体计量检测装置，即可测出气体的体积，完成页岩气体组成测试，但是这种测定方法存在着，页岩样品在破碎过程中会产生大量的热量，岩芯破碎以后释放出来的烃类气体会被这些热量消耗一部分，从而影响实验结果，导致数据正确率偏低的问题。

第三步：测量完成后，控制双轴气缸做收缩运动工作，使得密封盖与固定板分离，然后将密封盖从壳体上取下，再将样品罐从样品罐内抽出，对样品罐进行清理，再把样品罐重新装入到壳体内，等待下一次测定；方便将样品罐从壳体内取出，并进行清理，进行循环使用，且测试设备之间方便进行拆卸安装。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明中壳体内部的结构示意图。

图2为本发明中壳体内部的剖视图。

图3为本发明中破碎件的立体结构示意图。

图4为本发明图3中a处的局部放大示意图。

图5为本发明中密封固定件的结构示意图。

图中：1、壳体；2、驱动电机；3、隔板；4、连接件；5、连接板；6、样品罐；7、环形套；8、固定杆；9、密封盖；10、安装板；11、密封固定件；12、连接头；13、连接轴；14、破碎件；15、密封环；16、固定块；17、第一圆形板；18、第二圆形板；19、第三圆形板；20、第一连接柱；21、第二连接柱；22、第一破碎板；23、第二破碎板；24、第三连接柱；25、样品管；26、双轴气缸；27、限位滑块；28、限位滑杆；29、活动杆；30、固定管；31、滑动杆；32、固定板。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5所示，一种页岩中气体组成测定方法，包括以下步骤：

第一步：取100g的页岩样品置于样品管25内，然后再通过样品管25使得页岩样品落入到样品罐6的放置孔内，再接着将密封盖9放置到壳体1的顶面上，使得密封盖9上的密封环15位于壳体1上的密封槽内，启动双轴气缸26做伸长运动工作，带动限位滑块27沿着限位滑杆28滑动连接，限位滑块27通过活动杆29带动滑动杆31沿着固定管30向下移动，并使得固定板32向下移动，固定板32上的固定块16插入到密封盖9上的固定孔内；

第二步：启动驱动电机2工作，使得驱动电机2做变速工作，通过连接件4和连接板5带动连接轴13进行转动，带动第一圆形板17转动、设置在第一连接柱20上的第一破碎板22转动和设置在第二连接柱21上的第二破碎板23转动，第一破碎板22和第二破碎板23的横切面不断地对页岩样品进行破碎，破碎的页岩样品释放烃类气体，并沿着样品管25排出，并打开连接头12，接上气体计量检测仪进行测量；

第三步：测量完成后，控制双轴气缸26做收缩运动工作，使得密封盖9与固定板32分离，然后将密封盖9从壳体1上取下，再将样品罐6从样品罐6内抽出，对样品罐6进行清理，再把样品罐6重新装入到壳体1内，等待下一次测定；方便将样品罐6从壳体1内取出，并进行清理，进行循环使用，且测试设备之间方便进行拆卸安装。

壳体1内腔的中部设置有隔板3，壳体1的底面内壁上设置有驱动电机2，驱动电机2的输出端通过密封轴承穿过隔板3，并与隔板3转动连接，驱动电机2的输出端安装有连接件4，连接件4的上方设置有样品罐6，样品罐6的外壁上套设有环形套7，环形套7通过固定杆8安装在壳体1的内壁上，样品罐6的顶部设置有密封盖9，密封盖9通过密封固定件11与壳体1连接。

样品罐6内设置有破碎件14，破碎件14包括连接轴13、第一圆形板17、第二圆形板18、第三圆形板19、第一连接柱20、第二连接柱21、第一破碎板22、第二破碎板23、第三连接柱24、样品管25；连接轴13的底端通过密封轴承贯穿样品罐6的底面，并与样品罐6的底面转动连接，连接轴13的顶端设置有第一圆形板17，第一圆形板17的正上方设置有第三圆形板19，第三圆形板19的正上方设置有第二圆形板18，第三圆形板19位于第一圆形板17和第二圆形板18的中间位置，且第一圆形板17、第二圆形板18和第三圆形板19结构和直径均相同，第三连接柱24环形阵列设置有多组，第三连接柱24的两端分别与第一圆形板17和第二圆形板18连接，第三连接柱24的中部与第三圆形板19连接，第二圆形板18和第三圆形板19之间设置有与放置样品管25连通的放置孔。

第三连接柱24的两侧分别设置有第一连接柱20和第二连接柱21，第一连接柱20的两端分别与第一圆形板17和第二圆形板18连接，第一连接柱20的中部与第三圆形板19连接；第一连接柱20上转动设置有四组第一破碎板22，两组第一破碎板22位于第一圆形板17和第三圆形板19之间的中部位置上，另外两组第一破碎板22位于第二圆形板18和第三圆形板19之间的中部位置上。

第二连接柱21的两端分别与第一圆形板17和第二圆形板18连接，第二连接柱21的中部与第三圆形板19连接，第二连接柱21上转动设置有四组第二破碎板23，两组第二破碎板23位于第一圆形板17和第三圆形板19之间的两侧位置上，另外两组第二破碎板23位于第二圆形板18和第三圆形板19之间的两侧位置上，本发明通过破碎件14上的第一破碎板22和第二破碎板23击碎样品管25，第一破碎板22和第二破碎板23的排布设置，使得可以对样品管25多角度和多高度同时进行破碎，大大提高了样品管25破碎的效率，破碎后使其释放烃类气体；在破碎的过程中，通过控制驱动电机2变速工作并配合破碎件14的工作，使得页岩样品在样品罐6内做无规则运动，使得页岩样品破碎效果好，且破碎时，页岩样品的多次不间断破碎变形，使得页岩样品产生的热量减少，样品罐6内不会产生较多的热量，减少了释放气体的消耗，从而显著提高了测试准确性；解决了现有技术中，页岩中气体组成测试时，将页岩样品置于密封样品罐内，电机通过传动装置带动密封样品罐前后左右振动，使罐内的钢珠和页岩样品相互摩擦和碰撞以实现使岩芯破碎的目的，岩芯破碎以后会释放烃类气体，然后打开快速接头，接上气体计量检测装置，即可测出气体的体积，完成页岩气体组成测试，但是这种测定方法存在着，页岩样品在破碎过程中会产生大量的热量，岩芯破碎以后释放出来的烃类气体会被这些热量消耗一部分，从而影响实验结果，导致数据正确率偏低的问题。

连接轴13的底端设置有连接板5，连接板5的底面设置有十字形凸块，连接件4为筒体结构，连接件4的顶面设置有与十字形凸块相适配的十字形凹槽，十字形凸块和十字形凹槽的配合设置，使得样品罐6可以定位安装到壳体1内，并且也将提高样品罐6的安装效率，使得测试完成后方便对样品罐6进行清洗。

密封固定件11设置在安装板10上，且密封固定件11沿着壳体1的中垂线对称设置，安装板10为l形结构，安装板10的竖直部设置在壳体1的顶面上。

密封盖9与样品罐6的顶面设置有密封垫圈，且密封盖9的底面环形设置有密封环15，壳体1的顶面上设置有与密封环15相适配的密封槽，密封环15和密封槽之间设置有密封垫圈，密封盖9的顶面上设置有连接头12，密封垫圈和密封环15的设置，保证了样品罐6内的密封性，从而使得页岩测试可以在密封环境下进行。

密封固定件11包括固定块16、双轴气缸26、限位滑块27、限位滑杆28、活动杆29、固定管30、滑动杆31、固定板32；安装板10水平部的中部设置有双轴气缸26，双轴气缸26的输出端与限位滑块27连接，限位滑块27的两侧分别套装在限位滑杆28上，限位滑杆28设置在安装板10的水平部上，安装板10的水平部两侧分别竖直安装有固定管30，滑动杆31的顶端滑动插入到固定管30内部，滑动杆31的底部侧壁与活动杆29的底端活动连接，活动杆29的顶端与限位滑块27活动连接，滑动杆31的底端与固定板32连接，固定板32的底面设置有固定块16，密封盖9上设置有固定块16相适配的固定孔，通过设置的密封固定件11，可以使得密封盖9与壳体1之间的密封性能，保证页岩样品在测试过程中的密封性，从而将提高了页岩样品测试数据的准确性，同时，通过控制双轴气缸26工作，然后带动限位滑块27、活动杆29和滑动杆31工作，使得固定板32移动，实现对密封盖9的安装工作，具有着方便安装的优点，从而提高了测试的效率。

本发明的工作原理：取100g的页岩样品置于样品管25内，然后再通过样品管25使得页岩样品落入到样品罐6的放置孔内，再接着将密封盖9放置到壳体1的顶面上，使得密封盖9上的密封环15位于壳体1上的密封槽内，启动双轴气缸26做伸长运动工作，带动限位滑块27沿着限位滑杆28滑动连接，限位滑块27通过活动杆29带动滑动杆31沿着固定管30向下移动，并使得固定板32向下移动，固定板32上的固定块16插入到密封盖9上的固定孔内；通过设置的密封固定件11，可以使得密封盖9与壳体1之间的密封性能，保证页岩样品在测试过程中的密封性，从而将提高了页岩样品测试数据的准确性，同时，通过控制双轴气缸26工作，然后带动限位滑块27、活动杆29和滑动杆31工作，使得固定板32移动，实现对密封盖9的安装工作，具有着方便安装的优点，从而提高了测试的效率；

启动驱动电机2工作，使得驱动电机2做变速工作，通过连接件4和连接板5带动连接轴13进行转动，带动第一圆形板17转动、设置在第一连接柱20上的第一破碎板22转动和设置在第二连接柱21上的第二破碎板23转动，第一破碎板22和第二破碎板23的横切面不断地对页岩样品进行破碎，破碎的页岩样品释放烃类气体，并沿着样品管25排出，并打开连接头12，接上气体计量检测仪进行测量；本发明通过破碎件14上的第一破碎板22和第二破碎板23击碎样品管25，第一破碎板22和第二破碎板23的排布设置，使得可以对样品管25多角度和多高度同时进行破碎，大大提高了样品管25破碎的效率，破碎后使其释放烃类气体；在破碎的过程中，通过控制驱动电机2变速工作并配合破碎件14的工作，使得页岩样品在样品罐6内做无规则运动，使得页岩样品破碎效果好，且破碎时，页岩样品的多次不间断破碎变形，使得页岩样品产生的热量减少，样品罐6内不会产生较多的热量，减少了释放气体的消耗，从而显著提高了测试准确性；解决了现有技术中，页岩中气体组成测试时，将页岩样品置于密封样品罐内，电机通过传动装置带动密封样品罐前后左右振动，使罐内的钢珠和页岩样品相互摩擦和碰撞以实现使岩芯破碎的目的，岩芯破碎以后会释放烃类气体，然后打开快速接头，接上气体计量检测装置，即可测出气体的体积，完成页岩气体组成测试，但是这种测定方法存在着，页岩样品在破碎过程中会产生大量的热量，岩芯破碎以后释放出来的烃类气体会被这些热量消耗一部分，从而影响实验结果，导致数据正确率偏低的问题。

第三步：测量完成后，控制双轴气缸26做收缩运动工作，使得密封盖9与固定板32分离，然后将密封盖9从壳体1上取下，再将样品罐6从样品罐6内抽出，对样品罐6进行清理，再把样品罐6重新装入到壳体1内，等待下一次测定；方便将样品罐6从壳体1内取出，并进行清理，进行循环使用，且测试设备之间方便进行拆卸安装。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。