專利名稱：有機質(zhì)生烴模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于模擬自然地層中的有機質(zhì)在流體壓力和靜態(tài)壓力作用下生烴 實驗的有機質(zhì)生烴模擬裝置。
背景技術(shù)：
在自然地層中的有機質(zhì)，受到地熱的作用，產(chǎn)生油氣等烴類，在生烴過程中，地層受 到上部和圍巖的靜態(tài)壓力和地層空隙中流體(水、氣)的壓力作用。當油氣生成量較大時， 流體壓力大于圍巖的封閉阻力時，油氣就可穿過圍巖的封閉而發(fā)生運移。用人工熱模擬方 法重現(xiàn)壓力作用下的生烴和運移過程，對于研究油氣生成的機理、計算油氣生成量、指導 油氣勘探都有重要意義。目前國內(nèi)外主要用活塞式壓機進行熱模擬實驗，此裝置的基本結(jié) 構(gòu)如圖1所示，其包括樣品筒12，樣品筒12外設(shè)有加熱器13，樣品筒12中設(shè)有有一個可 軸向活動的活塞14，活塞14和樣品筒12之前通過一個紫銅密封環(huán)15進行密封，樣品筒 12的底部有個油氣排出通道16，油氣排出通道16接入油氣收集瓶17，在樣品筒12的內(nèi)底 面上有一個蓋在油氣排出通道16的開口上的篩孔支撐片18。具體使用時，先在篩孔支撐片 18上放入石英砂19，在石英砂19上放置樣品20，活塞14向樣品20施加壓力，加熱器13 工作，樣品20受熱產(chǎn)生油氣通過油氣排出通道16進入油氣收集瓶17內(nèi)。該裝置的優(yōu)點是 可以放置較多的樣品，但也存在以下的缺陷
1、 為保證樣品筒的強度，整個裝置的設(shè)計不能太小，因此實驗要用較多的樣品，通常 在10g以上，但有些情況下，地質(zhì)樣品十分寶貴，樣品數(shù)量難以滿足實驗的需要。
2、 紫銅密封環(huán)在高溫時，其密封性能無法檢測，因而很難保證油氣沒有泄露損失；
3、 受熱后的樣品較難從樣品筒中取出。樣品筒在使用2-3次以后，內(nèi)表面受到硫化氫 氣體與水分的腐蝕，表面光潔度變差，無法繼續(xù)使用。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種使用較少的樣品、可模擬地層靜壓力和流體壓力、確 保密封的有機質(zhì)生烴模擬裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為所述的有機質(zhì)生烴模擬裝置， 包括由不銹鋼制成的薄壁的樣品管，樣品管的內(nèi)表面鍍有防蝕黃金層，樣品管一端與高壓 氮氣源連接，另一端與冷阱的入口連接，樣品管具有容置樣品的樣品段，樣品管上設(shè)有可 測量樣品段中的溫度的熱電偶，在樣品段的兩端處塞有石英棉，樣品段的兩側(cè)分別設(shè)有由 壓力機驅(qū)動向中間合攏的壓力塊，在石英棉相對應(yīng)的位置的樣品管的兩側(cè)分別設(shè)有由壓力機驅(qū)動向中間合攏的紫銅壓塊，兩端的紫銅壓塊分別接電源的正極和負極。
本實用新型使用時，將樣品放入樣品管的樣品段中，兩端放置石英棉防止樣品漏出。 樣品放入后，用專用工具將樣品壓實。裝有樣品的樣品管豎直放置，樣品管的上端與高壓 氮氣源連接，下端與冷阱的入口連接。用壓力機如油壓千斤頂推動上、下的紫銅壓塊向石 英棉相對應(yīng)的位置的樣品管部分加壓，樣品管兩端被壓扁，但由于石英棉的支撐，仍保留 孔隙以保證氮氣和油氣可以通過。壓力塊在同樣在壓力機如油壓千斤頂?shù)耐苿酉孪驑悠范?加壓，樣品段被壓扁，樣品受到壓力作用，從而模擬地層中所受到的壓力。上、下的紫銅 壓塊向樣品管通入大電流對樣品管加熱，熱電偶測量樣品段中的溫度以實行加熱溫度控制， 樣品受熱產(chǎn)生的油氣，被高壓氮氣吹掃進入冷阱收集起來進行分析。 由于采用了上述的結(jié)構(gòu)，該裝置的優(yōu)點如下
1、 由于樣品管無強度要求，可做得較小，這樣樣品的用量小，約lg樣品就可滿足實 驗要求，其產(chǎn)生的油可以滿足分析需要。
2、 樣品管與高壓氮氣源、冷阱的連接處不受熱，可確保密封。
3、 可同時模擬地層靜壓力和流體壓力，壓力塊形成靜壓力，高壓氮氣源形成流體壓力。
4、 可分別取得生烴總量和運移烴的量，其中，被載氣吹掃進入冷阱的烴為可運移烴， 尚有部分不可運移的烴(如瀝青等)被樣品礦物吸附，實驗結(jié)束后，將樣品管取下，直接 投入試管，用溶劑進行超聲抽提即可取得吸附烴的量。
5、 樣品的取出十分方便，如要對受熱后巖石樣品進行研究，可將加熱后的樣品管輕輕 敲擊變形，即可將樣品倒出。


圖1是現(xiàn)有的活塞式熱模擬壓機的結(jié)構(gòu)示意圖2是樣品管的剖視圖3是有機質(zhì)生烴模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的描述，但并不構(gòu)成對本實 用新型的任何限制。
如圖2和圖3所示，本實用新型所述的有機質(zhì)生烴模擬裝置，包括由不銹鋼制成的薄 壁的樣品管1，薄壁的樣品管1在壓力下可發(fā)生形變。樣品管1的內(nèi)表面鍍有防蝕黃金層2， 鍍金以防止樣品管1的內(nèi)表面受到硫化氫氣體與水分的腐蝕。樣品管1 一端與高壓氮氣源 連接，另一端與冷阱3的入口連接。樣品管1具有容置樣品的樣品段4，樣品管1上設(shè)有可 測量樣品段4中的溫度的熱電偶5，樣品20放入樣品段4后，在樣品段4的兩端處塞入石英棉6。樣品段4的兩側(cè)分別設(shè)有由壓力機驅(qū)動向中間合攏的壓力塊7，壓力機可采用油壓 千斤頂，油壓千斤頂使兩側(cè)的壓力塊7合攏壓在樣品管1的樣品段4上，使樣品段4發(fā)生 形變，壓縮樣品段4中的樣品。在石英棉6相對應(yīng)的位置的樣品管1的兩側(cè)分別設(shè)有由壓 力機驅(qū)動向中間合攏的紫銅壓塊8，壓力機使兩側(cè)的紫銅壓塊8合攏壓在樣品管1上使其壓 扁，上、下兩端的紫銅壓塊8分別接電源的正極和負極，通電后由于樣品管l自身有一定 的電阻，電流通過時樣品管l會發(fā)熱。
所述的壓力塊7和樣品管1之間設(shè)有隔熱絕緣層9，所述的隔熱絕緣層9是云母片層， 云母片層在樣品管1和樣品壓力塊6之間起到隔熱與絕緣作用。
所述的冷阱3的排氣口上依次接有流量控制器10和流量計11，流量控制器10可為限 流閥，流量控制器10根據(jù)流量計11提供的信息，來保持預(yù)定的穩(wěn)定流量。
本實用新型使用時，將樣品放入樣品管1的樣品段4中，兩端放置石英棉6防止樣品 漏出，樣品放入后，用專用工具將樣品壓實，石英棉6具有孔隙，可提供油氣通過的通道。 裝有樣品的樣品管1豎直放置，樣品管1的上端與高壓氮氣源連接，下端與冷阱3的入口 連接。先用壓力機如油壓千斤頂沿A方向推動上、下的紫銅壓塊8，兩側(cè)的紫銅壓塊8合攏 向石英棉6相對應(yīng)的位置的樣品管1部分加壓，樣品管1兩端被壓扁，但由于石英棉6的 支撐，仍保留孔隙以保證氮氣和油氣的通道。然后壓力塊7在在壓力機如油壓千斤頂沿B 方向推動下，兩側(cè)的壓力塊7合攏向樣品段4加壓，樣品段4被壓扁，樣品受到壓力作用， 從而模擬地層中所受到的壓力。接通電源，上、下的紫銅壓塊8向樣品管1通入大電流對 樣品管1加熱，熱電偶5放置在樣品管1的側(cè)面，緊貼樣品管1以測量樣品段4中的溫度， 根據(jù)溫度來控制電流的大小以實現(xiàn)溫度的控制。樣品受熱所產(chǎn)生的油氣，被高壓氮氣吹掃 進入冷阱3，高壓氮氣源形成流體壓力。本實用新型的整個系統(tǒng)可用電腦程序控制電流的大 小、壓力的大小，高壓氮氣源的氣壓大小，以實現(xiàn)自動運行。
權(quán)利要求1.一種有機質(zhì)生烴模擬裝置，其特征在于包括由不銹鋼制成的薄壁的樣品管(1)，樣品管(1)的內(nèi)表面鍍有防蝕黃金層(2)，樣品管(1)一端與高壓氮氣源連接，另一端與冷阱(3)的入口連接，樣品管(1)具有容置樣品的樣品段(4)，樣品管(1)上設(shè)有可測量樣品段(4)中的溫度的熱電偶(5)，在樣品段(4)的兩端處塞有石英棉(6)，樣品段(4)的兩側(cè)分別設(shè)有由壓力機驅(qū)動向中間合攏的壓力塊(7)，在石英棉(6)相對應(yīng)的位置的樣品管(1)的兩側(cè)分別設(shè)有由壓力機驅(qū)動向中間合攏的紫銅壓塊(8)，兩端的紫銅壓塊(8)分別接電源的正極和負極。
2. 按照權(quán)利要求1所述的有機質(zhì)生烴模擬裝置，其特征在于所述的壓力塊(7)和 樣品管(1)之間設(shè)有隔熱絕緣層(9)。
3. 按照權(quán)利要求2所述的有機質(zhì)生烴模擬裝置，其特征在于所述的隔熱絕緣層(9) 是云母片層。
4. 按照權(quán)利要求1至3中任一項所述的有機質(zhì)生烴模擬裝置，其特征在于所述的冷 阱(3)的排氣口上依次接有流量控制器(10)和流量計(11)。
專利摘要本實用新型公開了一種有機質(zhì)生烴模擬裝置，其包括由不銹鋼制成的薄壁的樣品管(1)，樣品管(1)的內(nèi)表面鍍有防蝕黃金層(2)，樣品管(1)一端與高壓氮氣源連接，另一端與冷阱(3)的入口連接，樣品管(1)具有容置樣品的樣品段(4)，樣品管(1)上設(shè)有可測量樣品段(4)中的溫度的熱電偶(5)，在樣品段(4)的兩端處塞有石英棉(6)，樣品段(4)的兩側(cè)分別設(shè)有由壓力機驅(qū)動向中間合攏的壓力塊(7)，在石英棉(6)相對應(yīng)的位置的樣品管(1)的兩側(cè)分別設(shè)有由壓力機驅(qū)動向中間合攏的紫銅壓塊(8)，兩端的紫銅壓塊(8)分別接電源的正極和負極。本實用新型具有可使用較少的樣品、可模擬地層靜壓力和流體壓力、確保密封等優(yōu)點。
文檔編號B01J3/00GK201291132SQ20082020364
公開日2009年8月19日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者劉金鐘 申請人:中國科學院廣州地球化學研究所