页岩气含气量测试仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及勘探测量技术领域，特别是涉及一种页岩气含气量测试仪。
【背景技术】
[0002] 国土资源部2012年发布的《全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选》研究成 果表明，我国陆域页岩气地质资源潜力为134.42万亿扩，可采资源潜力为25.08万亿扩。页 岩气开发潜力巨大，但目前我国对该领域的开发尚属起步阶段，尤其是页岩含气量测定、评 估的设备远不能满足目前的需求。
[0003] 页岩含气量是评估页岩原始气量的关键参数，对页岩含气性评价、资源储量的预 测都具有重要的意义。解吸法是测试页岩含气量中非常重要的一种方法，目前在国内外的 页岩气勘探、开发过程中已经得到了广泛的应用，是评价页岩气资源储量最常用的方法。页 岩气解吸速率较慢，常规实验条件下，一天通常才能收集约500mL气体，属于极微量测量，所 以对测量精度的要求极高。
[0004] 对于解吸气体量的测量，常用的方法有气体流量测量法、燃烧气体体积法以及排 水计气法。以气体流量计自动获取解吸数据的，对于解吸速率较低时气体流速的测量误差 较大，并且流体的体积极易受环境温度和压力的影响，测量的精度不足；以集气量筒排水直 接测量气体体积的，测量精密度不足，人为因素影响较大，操作不便且效率低下;现有的排 水法，大多不能实现连续实时测量，操作过程中人为误差更加明显，测量精度低下。而国外 一些精度较高的含气量测试仪，虽然自动化程度高，稳定性好，但是大多成本高昂。所以，研 发一种结构简单，成本低，测试精度高，自动化程度高的页岩气含气量测试仪显得尤为重 要。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单，成本低，测试精度高，自动化 程度高的页岩气含气量测试仪
[0006] 为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
[0007] 本实用新型页岩气含气量测试仪，包括样品解吸装置、实时测量装置、排气装置和 采集与控制系统，解吸装置通过第一金属管线与实时测量装置连接，实时测量装置包括箱 体、密封罐、重量传感器和盐水槽，密封罐、重量传感器和盐水槽均置于箱体内，密封罐设置 于重量传感器上，解吸装置通过第一金属管线与密封罐的进气口连接，第一金属管线上串 联有第一电磁阀，密封罐的排水口通过第二金属管线与盐水槽连通，第二金属管线与密封 罐连接一端伸入密封罐底部，第二金属管线另一端伸入盐水槽底部;排气装置包括容积栗， 密封罐的排气口通过第三金属管线与容积栗进气口连接，第三金属管线上串联有第二电磁 阀，容积栗出气口连接第四金属管线，第四金属管线上串联有第三电磁阀，第一电磁阀、第 二电磁阀、第三电磁阀和重量传感器分别通过导线与采集与控制系统连接。
[0008] 本实用新型页岩气含气量测试仪，进一步的，所述解吸装置包括恒温水浴锅和解 吸罐，解吸罐置于恒温水浴锅中，恒温水浴锅中设有与解吸罐底部形状相契合的结构，将解 吸罐置于契合结构中实施固定，所述恒温水浴锅中设置有温度变送器，所述温度变送器通 过导线与采集与控制系统连接。
[0009] 本实用新型页岩气含气量测试仪，进一步的，所述解吸罐包括罐体、罐盖、快速接 头和0型密封圈，罐体与罐盖之间设有0型密封圈，罐体与罐盖之间通过压紧螺栓连接，快速 接头通过螺纹连接固定在罐盖上。
[0010] 本实用新型页岩气含气量测试仪，进一步的，所述解吸罐还包括保护盖，快速接头 外部通过可拆卸结构固定有保护盖。
[0011] 本实用新型页岩气含气量测试仪，进一步的，所述盐水槽为敞口，盐水槽采用有机 玻璃制成。
[0012] 本实用新型页岩气含气量测试仪，进一步的，所述实时测量装置还包括套罐，套罐 固定在重量传感上，密封罐置于套罐内，套罐内径大于密封罐外径〇. 5-lmm。
[0013] 本实用新型页岩气含气量测试仪，进一步的，所述套罐通过螺栓连接固定在重量 传感上，套罐采用塑料制成，密封罐采用硬质塑料制成。
[0014] 本实用新型页岩气含气量测试仪，进一步的，所述排气装置中还包括集气罩，集气 罩设置在容积栗与第三电磁阀之间的第四金属管线上，所述集气罩伸入盐水槽盐水液面以 下。
[0015]本实用新型页岩气含气量测试仪，进一步的，所述第一、第二、第三和第四金属管 线均为Φ 3金属管线。
[0016] 本实用新型页岩气含气量测试仪，进一步的，所述采集与控制系统包括上位机、1/ 〇控制卡、A/D数据采集卡和RS485-USB转换器，第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀分别 通过导线与I/O控制卡相连，温度变送器和重量传感器分别通过导线与A/D数据采集卡连 接，I/O控制卡和A/D数据采集卡均通过RS485-USB转换器与上位机连接。
[0017] 本实用新型页岩气含气量测试仪与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0018] 本实用新型页岩气含气量测试仪采用非直接测量法，通过排水集气，利用重量传 感器测量密封罐中在平衡气压的情况下的排水量，再将质量变化量转化为解吸出的气体体 积量，因为在同体积下气体的质量远小于液体的质量，所以可以通过测量质量来放大气体 体积的微小变化，这种间接测量方式极大程度的提高了测量的精密度，更加准确的描绘了 页岩气在解吸过程中的变化规律曲线，这是现有的气体流量计以及集气筒等直接测量气体 体积的方法所无法达到的测量精度。重量传感器通过应变机构的形变实现电位信号的变 化，数据精度高，测量线性度极好;而相比通常测量方法中使用的液位传感器，液位传感器 通过超声波、雷达信号或者光信号，将被测信号发射出去然后接受反射信号，计算传输时 间，加上本身信号的传输速度，来计算测量远距离被测物的距离，在测量结果上会有一定程 度的误差，尤其在不平的界面上实施测量，会加大误差量。
[0019] 本实用新型页岩气含气量测试仪区别于市面上常见的悬挂式侧重，采用上座式固 定方式，通过螺栓固定一个套罐在重量传感器上，然后将密封罐置于套罐中实施固定，避免 了悬挂式测重所带来的因设备晃动而引起的误差，对实验精度和准确度实现了很好的控 制，使数据更加精确，使仪器在各种恶劣的环境中都能够稳定的实施测量。
[0020] 本实用新型页岩气含气量测试仪在排气装置中设置了集气罩，将测量完的实验气 体收集起来，因测量的样品气体均属于可燃气体，且一次的排放量较大，若周围环境中有明 火，易引发火灾，没有安全性保障；其次测量的样品气体具体组分和含量均不确定，有待进 一步分析，使用集气罩可以将测量气体收集起来留待进一步分析测试，同时也避免了这部 分气体直接排向大气造成环境污染和温室效应，使测量过程更加节能环保。
[0021 ]本实用新型采用恒温水浴锅模拟地层温度，加热快、可控精度高、寿命长，从而能 够精确保证仪器内环境温度的稳定，进而确保不同温度下测量曲线的完整性。在恒温水浴 锅中可放置4-6个解吸罐，可以实现多个样品的同时测量，大大节省测量时间，提高了现场 解吸的效率。
[0022] 本实用新型的连接管路均采用Φ 3金属管线，减小了不同温度、压力变化下管路体 积的变化，从而减小了气体体积变化的影响，增加了体积测量的准确性。
[0023] 本实用新型采用上位机结合信号采集模块和各电磁阀，实现整个解吸过程的自动 化控制和操作，解放了人力，避免了人工操作带来的误差，不仅使测量过程简便易操作，而 且提高了测量精度，通过循环自检的方式确保仪器正常运行，增加了设备运行过程中的稳 定性。另外，本实用新型体积小、可移动、易操作，从而满足了现场解吸测量的需求。
[0024] 下面结合附图对本实用新型的页岩气含气量测试仪作进一步说明。
【附图说明】
[0025] 图1为本实用新型页岩气含气量测试仪的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026] 如图1所示，本实用新型页岩气含气量测试仪包括样品解吸装置、实时测量装置、 排气装置和采集与控制系统，解吸装置通过第一金属管线41与实时测量装置连接，解吸装 置包括恒温水浴锅11和4-6个解吸罐12，解吸罐12置于恒温水浴锅11中，恒温水浴锅11中设 有与解吸罐12底部形状相契合结构，使解吸罐12可直接置于契合结构中实施固定，恒温水 浴锅11中设置有温度变送器13,解吸罐12包括罐体14、罐盖15、快速接头16、0型密封圈17和 保护盖18,罐体14与罐盖15之间设有0型密封圈17,罐体14与罐盖15之间通过压紧螺栓连 接，快速接头16通过螺纹连接固定在罐盖15上，快速接头16外部通过可拆卸结构固定有保 护盖18;实时测量装置包括箱体21、密封罐22、套罐25、重量传感器23和盐水槽24,密封罐 22、重量传感器23和盐水槽24均置于箱体21内，套罐25通过螺栓连接固定在重量传感器23 上，密封罐22置于套罐25内，套罐25内径大于密封罐22外径0.5-lmm，套罐25采用塑料制成， 密封罐22采用硬质塑料制成，快速接头16通过第一金属管线41与密封罐22的进气口连接； 第一金属管线41上串联有第一电磁阀51，密封罐22的排水口通过第二金属管线42与盐水槽 连通，第二金属管线42与密封罐22连接一端伸入密封罐2