蚀变碳酸盐碳同位素分析装置、系统及方法与流程

本发明涉及地表油气地球化学勘探，特别地涉及一种蚀变碳酸盐碳同位素分析装置、系统及方法。

背景技术：

1、蚀变碳酸盐是地下油气藏中烃类微渗漏到地表，氧化后生成的二氧化碳与地表碱土金属阳离子以及非碱金属阳离子反应形成的独特碳酸盐，蚀变碳酸盐是烃类微渗漏的累计效应，所以比较稳定，与酸解烃一起常称为化石类指标，另外，由于近地表二氧化碳来源并不单一，所以形成蚀变碳酸盐的二氧化碳并不仅仅是油气藏中轻烃微渗漏到近地表被氧化而来，目前近地表地球化学异常的判识及评价是两个重要的难题，地球化学勘探中碳同位素法，主要用于分析游离气、顶空气和物理吸附气、酸解烃烃类法中的甲烷稳定碳同位素；

2、对于蚀变碳酸盐碳同位素分析研究近年来研究较少，因此探索分析蚀变碳酸盐碳同位素有一定地质意义，根据长期以来的油气化探的实践可知，不同地区蚀变碳酸盐含量不同；

3、对于蚀变碳酸盐碳同位素的分析研究，由于不同地区蚀变碳酸盐含量不同，经研究发现当其分解的二氧化碳浓度较低时通过常规直接进行收集的方式时，存在碳同位素无法检测的情况，且由于地表油气勘探样品量大，常规的检测设备难以满足分析需要，因此对于蚀变碳酸盐碳同位素的分析研究，需要一种专门的收集装置保证能够对蚀变碳酸盐碳进行碳同位素的分析研究。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种蚀变碳酸盐碳同位素分析装置、系统及方法，能够将碳同位素含量较低的蚀变碳酸盐所分解的气体在收集的过程中使其浓度达到目标浓度，以满足地表油气勘探样品量大且分析时间短的需要。

2、本发明的一种蚀变碳酸盐同位素富集装置，包括：

3、富集组件，包括至少一个富集管，所述富集管具有富集段；

4、冷冻组件，包括盛装有制冷剂的容器；

5、其中，所述富集段能够完全浸没于所述制冷剂内，以冷冻所述富集段内由样品分解产生的目标气体至其浓度达到目标浓度；

6、当所述样品分解产生目标气体时，将所述富集段浸没于所述制冷剂内，使得所述目标气体在所述富集段内受冷凝固，以将所述目标气体的浓度富集至目标浓度。

7、在一个实施方式中，所述富集组件还包括固定所述富集管的支撑台，所述支撑台将所述富集管悬于所述制冷剂的上方，且所述支撑台能够带动所述富集管上下移动；

8、通过本实施方式，利用所述支撑台将所述富集管固定，并带动所述富集管上下移动，以使所述富集段能够根据需要浸没于所述制冷剂中或由所述制冷剂中取出。

9、在一个实施方式中，所述支撑台包括相互对应设置的底板和顶板，所述底板以及所述顶板上分别安装所述容器和所述富集管；

10、通过本实施方式，将所述容器安装在所述底板上，所述富集管的一端与所述顶板的底面连接，将所述底板与所述顶板对应设置，使得所述富集管能够悬于所述容器的上方，且一体设置的所述底板和所述顶板不仅便于整体装置的安装，也便于根据需要移动所述支撑台。

11、在一个实施方式中，所述富集组件还包括伸缩部，所述伸缩部的伸缩端与所述富集管连接并支撑所述富集管；

12、通过本实施方式，所述伸缩部的两端分别连接所述底板以及所述顶板，以与所述底板以及所述顶板构成所述支撑台，所述富集管安装在所述顶板上，即所述伸缩部的伸缩端与所述富集管连接，以通过控制所述伸缩端的伸出量带动所述富集管上下移动，以通过控制所述伸缩部来使所述富集管的所述富集段根据需要浸没于所述制冷剂内或由所述制冷剂内移出。

13、在一个实施方式中，所述富集管与产生所述目标气体的样品分解炉之间还设置有气体分析器，所述气体分析器的进气端以及出气端均连接有气体切换器；

14、通过本实施方式，所述样品分解炉分解所述样品，以产生所述目标气体，利用设置在所述样品分解炉以及所述富集管之间的所述气体分析器检测所述目标气体的浓度，同时还能够判断是否有目标气体通入，避免影响分析结果。

15、在一个实施方式中，所述气体切换器上具有多个通气管路，每个所述通气管路上均设置有电磁阀，每个所述通气管路均连接一个对应的所述富集管；

16、通过本实施方式，由于地表油气勘探样品量大，在所述样品分解炉上连通多个所述通气管路，以同时完成多组样品的收集，利用所述气体切换器将全部所述通气管路连通，且通过所述电磁阀控制各个所述通气管路内的所述目标气体依次通入所述气体分析器内，依次对每个所述通气管内的所述目标气体完成检测后，依次将所述目标气体通入对应的所述富集管内，以同时获得多组待分析的样品，满足地表油气勘探样品量大的需求。

17、在一个实施方式中，所述富集管由不锈钢材料制成，且所述富集管内设置有用于提高所述目标气体纯度的吸附填料；

18、通过本实施方式，由不锈钢材料制成的所述富集管能够保证其在所述冷冻剂内多次重复使用，所述富集管内的吸附填料能够吸附所述通气管路内的其他干扰气体，使得所述目标气体的纯度提高，便于在分析所述蚀变碳酸盐的碳同位素时，保证分析结果的准确性以及真实性。

19、在一个实施方式中，还包括由集气管以及排水集气装置组成的气体收集组件，所述集气管的两端分别连通富集组件的出气口以及所述排水集气装置的进气侧；

20、通过本实施方式，将富集后的所述目标气体通入所述集气管内，并通过排水集气装置收集所述目标气体，将所述目标气体密封后，在所述排水集气装置内的集气瓶内取适量所述目标气体进行碳同位素分析即可。

21、本发明还提供了一种蚀变碳酸盐碳同位素分析系统，包括如上文任一项所述的蚀变碳酸盐碳同位素分析装置，还包括与气体分析器电连接的数据收集装置。

22、本发明还提供了一种蚀变碳酸盐碳同位素分析方法，包括如下步骤：

23、将由样品产生的目标气体经过多个通气管路一齐通入气体切换器；

24、分别将每个所述通气管路内的所述目标气体依次通入气体分析器中分析；

25、将分析后的所述目标气体依次送入对应的富集管中富集至目标浓度；

26、收集每个所述富集管中的所述目标气体进行碳同位素分析。

27、上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。

28、本发明提供的一种蚀变碳酸盐碳同位素分析装置、系统及方法，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：

29、(1)利用本装置能够实现对低含量蚀变碳酸盐碳同位素的分析；

30、(2)能够同时获取多组蚀变碳酸盐碳同位素分析所需的样品，为检测大量的蚀变碳酸盐碳同位素节省了时间，且操作简便，节约了分析成本，为地球化学勘探技术的应用提供了可靠的技术手段。

技术特征：

1.一种蚀变碳酸盐碳同位素分析装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的蚀变碳酸盐碳同位素分析装置，其特征在于，所述富集组件还包括固定所述富集管的支撑台，所述支撑台将所述富集管悬于所述制冷剂的上方，且所述支撑台能够带动所述富集管上下移动。

3.根据权利要求2所述的蚀变碳酸盐碳同位素分析装置，其特征在于，所述支撑台包括相互对应设置的底板和顶板，所述底板以及所述顶板上分别安装所述容器和所述富集管。

4.根据权利要求2所述的蚀变碳酸盐碳同位素分析装置，其特征在于，所述富集组件还包括伸缩部，所述伸缩部的伸缩端与所述富集管连接并支撑所述富集管。

5.根据权利要求2所述的蚀变碳酸盐碳同位素分析装置，其特征在于，所述富集管与产生所述目标气体的样品分解炉之间还设置有气体分析器，所述气体分析器的进气端以及出气端均连接有气体切换器。

6.根据权利要求5所述的蚀变碳酸盐碳同位素分析装置，其特征在于，所述气体切换器上具有多个通气管路，每个所述通气管路上均设置有电磁阀，每个所述通气管路均连接一个对应的所述富集管。

7.根据权利要求1至6任一项所述的蚀变碳酸盐碳同位素分析装置，其特征在于，所述富集管由不锈钢材料制成，且所述富集管内设置有用于提高所述目标气体纯度的吸附填料。

8.根据权利要求1至6任一项所述的蚀变碳酸盐碳同位素分析装置，其特征在于，还包括由集气管以及排水集气装置组成的气体收集组件，所述集气管的两端分别连通富集组件的出气口以及所述排水集气装置的进气侧。

9.一种蚀变碳酸盐碳同位素分析系统，包括权利要求1-8任一项所述的蚀变碳酸盐碳同位素分析装置，其特征在于，还包括与气体分析器电连接的数据收集装置。

10.一种蚀变碳酸盐碳同位素分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明提供了一种蚀变碳酸盐碳同位素分析装置、系统及方法，该装置包括：富集组件，包括至少一个富集管，所述富集管具有富集段；冷冻组件，包括盛装有制冷剂的容器；其中，所述富集段能够完全浸没于所述制冷剂内，以冷冻所述富集段内由样品分解产生的目标气体至其浓度达到目标浓度。基于本发明的技术方案，能够实现对低含量蚀变碳酸盐碳同位素的分析；还能够同时获取多组蚀变碳酸盐碳同位素分析所需的样品，为检测大量的蚀变碳酸盐碳同位素节省了时间，且操作简便，节约了分析成本，为地球化学勘探技术的应用提供了可靠的技术手段。

技术研发人员：卢丽,胡斌,王国建,荣发准,邹雨
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15