巖石密閉粉碎殘余氣測試裝置制造方法
【專利摘要】一種頁巖密閉粉碎殘余氣測試裝置，它包括有測試桶，測試桶包括密封桶體，在密封桶體上端連接有密封蓋，在密封蓋的上端設(shè)有氣體測試口，在密封桶體下端連接有碎樣收集倉，在碎樣收集倉下端設(shè)有載氣入口，在密封桶體的內(nèi)部設(shè)有待碎樣品倉，在該待碎樣品倉底部設(shè)有進入待碎樣品倉一部分圓弧的碎樣砂輪，該碎樣砂輪的中部設(shè)置有動力轉(zhuǎn)軸，該動力轉(zhuǎn)軸內(nèi)端設(shè)置在密封桶體內(nèi)的密封軸承上，該動力轉(zhuǎn)軸的另一側(cè)由密封軸承支承后伸出密封桶體，與電機的連接軸連接。本實用新型的有益效果是：設(shè)備體積小、能耗低，工作噪聲小，樣品破碎后可直接與配套儀器進行分析測試，可直接測試出樣品殘余氣的含量，進而通過解吸氣、殘余氣的釋放曲線計算出樣品的含氣總量。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及石油、天然氣勘探測試【技術(shù)領(lǐng)域】，屬于一種巖石密閉粉碎殘余氣 測試裝置。 巖石密閉粉碎殘余氣測試裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 煤及頁巖儲層的含氣量大小決定了其開發(fā)是否具有商業(yè)價值。準確測定煤、泥頁 巖中的烴類氣體含量是保證煤層氣和頁巖氣資源量評價結(jié)果準確性的關(guān)鍵所在。
[0003] 含氣量為損失氣、解吸氣和殘余氣的總和。損失氣為巖心樣品采集過程中散失的 部分，通過保壓取心可以精確測量，但成本昂貴，國內(nèi)一般為密閉取心、常規(guī)取心、清水取 心，通過實驗數(shù)據(jù)回歸或二次取心擬合可以獲得損失氣的含量。
[0004] 解吸氣的測量方法比較成熟，國內(nèi)不同單位相繼研發(fā)了可供實驗室和現(xiàn)場使用的 解吸氣測試儀器。目前國內(nèi)外針對煤、頁巖的解吸氣測量裝置，主要有三種：（1)直接體積 測量裝置，是對解吸氣的總體積或不同時間段的解吸氣體積進行直接測量；(2)體積流量 測量裝置，是通過測量解吸氣的體積流速獲得其總體積或不同時間段的體積；（3)質(zhì)量流 量測量裝置，是通過測量解吸氣的質(zhì)量流速來計算其體積流速，以獲得解吸氣體的總體積 或不同時間段的體積。但在數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和可對比性上仍需進一步改進。
[0005] 殘余氣為巖石中存在被結(jié)構(gòu)性約束的天然氣，是煤層氣和頁巖氣的重要組成部 分，這部分氣體在自然解吸條件下是不會釋放的，其測試一般需要將巖心粉碎到一定粒度 后進行的，或通過高溫驅(qū)趕方法測試的，目前尚無好的辦法測量。目前，國內(nèi)外已有的方法 是將解吸氣測試后的樣品裝入密封罐中，并在其中加入鋼珠，通過震動的方式使鋼珠撞擊 巖石使其破碎，這種方式的缺點是：
[0006] 1.設(shè)備笨重、體積大，耗能高；
[0007] 2.工作時震動大、噪聲大，噪聲污染嚴重；
[0008] 3.樣品破碎的粒度不可控制；
[0009] 4.破碎后的樣品僅能測量有沒有烴類氣體，不能給出單位質(zhì)量巖石內(nèi)的含氣量。 實用新型內(nèi)容
[0010] 本實用新型的目的是提供一種頁巖密閉粉碎殘余氣測試裝置，它克服了上述缺 點，具有設(shè)備體積小、能耗低，工作噪聲小，樣品破碎后可直接與配套儀器進行分析測試，可 直接測試出樣品殘余氣的含量，進而通過解吸氣、殘余氣的釋放曲線計算出樣品的含氣總 量等優(yōu)點。
[0011] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案：
[0012] 一種頁巖密閉粉碎殘余氣測試裝置，它包括有測試桶（4)、測試桶支架（2)、電機 (1)、連接軸（3)，該測試桶（4)通過桶架（5)與測試桶支架（2)固定連接，所述的測試桶（4) 包括密封桶體（9)，在密封桶體（9)上端連接有密封蓋（8)，在密封蓋（8)的上端設(shè)有氣體 測試口（7)，在密封桶體（9)下端連接有碎樣收集倉（14)，在碎樣收集倉（14)下端設(shè)有載 氣入口（16)，在密封桶體（9)的內(nèi)部設(shè)有待碎樣品倉（10)，在該待碎樣品倉（10)底部設(shè)有 進入待碎樣品倉（10) -部分圓弧的碎樣砂輪（12)，該碎樣砂輪（12)的中部設(shè)置有動力轉(zhuǎn) 軸（13)，該動力轉(zhuǎn)軸（13)內(nèi)端設(shè)置在密封桶體（9)內(nèi)的密封軸承（21)上，該動力轉(zhuǎn)軸（13) 的另一側(cè)由密封軸承（21)支承后伸出密封桶體（9)，與電機（1)的連接軸（3)連接。
[0013] 在待碎樣品倉（10)內(nèi)設(shè)置有配置壓片（11)。
[0014] 在載氣入口（16)的上部設(shè)有氣體過濾器（15)。
[0015] 在密封桶體（9)與其下端連接的碎樣收集倉（14)的連接處設(shè)有密封圈（18)，在密 封桶體（9)與其上端連接的密封蓋（8)的連接處設(shè)有密封墊（19)。
[0016] 在碎樣收集倉（14)的下端設(shè)有支撐架（17)。
[0017] 在密封桶體（9)的外壁上設(shè)有與桶架（5)連接的凹槽（22)，在該凹槽（22)的密封 桶體（9)另一側(cè)下部設(shè)有動力轉(zhuǎn)軸輸出端凹槽（23)，在該動力轉(zhuǎn)軸（13)的輸出軸上套接有 壓蓋密封墊（20)。
[0018] 在氣體測試口（7)和載氣入口（16)上分別設(shè)置有密封螺母（6、17)。
[0019] 本實用新型的有益效果是：設(shè)備體積小、能耗低，工作噪聲小，樣品破碎后可直接 與配套儀器進行分析測試，可直接測試出樣品殘余氣的含量，進而通過解吸氣、殘余氣的釋 放曲線計算出樣品的含氣總量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)立體示意圖。
[0021] 圖2是本實用新型的測試桶的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖3是圖2A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖4是本實用新型的密封桶體剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖5是圖4右視示意圖。
[0025] 圖6是圖4左視示意圖。
[0026] 圖7是圖5仰視示意圖。
[0027] 圖8是圖5俯視示意圖。
[0028] 圖9是圖5立體示意圖。
[0029] 附圖標號：1、電機；2、測試桶支架；3、連接軸；4、測試桶；5、桶架；6、密封螺母；7、 氣體測試口；8、密封蓋；9、密封桶體；10、待碎樣品倉；11、配置壓片；12、碎樣砂輪；13、動 力轉(zhuǎn)軸；14、碎樣收集倉；15、氣體過濾器；16、載氣入口；17、密封螺母；18、密封圈；19、密 封墊；20、壓蓋密封墊；21、密封軸承；22、凹槽；23、動力轉(zhuǎn)軸輸出端凹槽。

【具體實施方式】
[0030] 參見圖1?圖9所示：一種頁巖密閉粉碎殘余氣測試裝置，它包括有測試桶4、測 試桶支架2、電機1、連接軸3,該測試桶4通過桶架5與測試桶支架2固定連接，所述的測試 桶4包括密封桶體9,在密封桶體9上端連接有密封蓋8,在密封蓋8的上端設(shè)有氣體測試 口 7,在密封桶體9下端連接有碎樣收集倉14,在碎樣收集倉14下端設(shè)有載氣入口 16,在密 封桶體9的內(nèi)部設(shè)有待碎樣品倉10,在該待碎樣品倉10底部設(shè)有進入待碎樣品倉10 -部 分圓弧的碎樣砂輪12,該碎樣砂輪12的中部設(shè)置有動力轉(zhuǎn)軸13,該動力轉(zhuǎn)軸13內(nèi)端設(shè)置 在密封桶體9內(nèi)的密封軸承21上，該動力轉(zhuǎn)軸13的另一側(cè)由密封軸承21支承后伸出密封 桶體9,與電機1的連接軸3連接。
[0031] 在待碎樣品倉10內(nèi)設(shè)置有配置壓片11。
[0032] 在載氣入口 16的上部設(shè)有氣體過濾器15。
[0033] 在密封桶體9與其下端連接的碎樣收集倉14的連接處設(shè)有密封圈18,在密封桶體 9與其上端連接的密封蓋8的連接處設(shè)有密封墊19。保證其氣密性；
[0034] 在碎樣收集倉14的下端設(shè)有支撐架17。
[0035] 在密封桶體9的外壁上設(shè)有與桶架5連接的凹槽22,在該凹槽22的密封桶體9另 一側(cè)下部設(shè)有動力轉(zhuǎn)軸輸出端凹槽23,在該動力轉(zhuǎn)軸13的輸出軸上套接有壓蓋密封墊20。
[0036] 在氣體測試口 7和載氣入口 16上分別設(shè)置有密封螺母6、17。
[0037] 本實用新型的裝置是將煤、頁巖等巖石樣品（含烴類氣體為佳）從裝置的上方放 入待碎樣品倉10中，樣品上方放好配重壓片11，然后蓋上密封蓋8,由于氣體測試口 7和載 氣入口 16處都有特制的密封墊及密封圈的存在，整套裝置可處于密封狀態(tài)；
[0038] 當樣品裝入后，密封蓋8蓋好，整套裝置密封后，啟動動力轉(zhuǎn)軸13連接的外部動力 來源電機1，從而帶動動力轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動，使固定于動力轉(zhuǎn)軸上的碎樣砂輪12隨之轉(zhuǎn)動，電機 1為可變頻調(diào)速電機，具體轉(zhuǎn)速可根據(jù)樣品的軟、硬程度，樣品的數(shù)量由用戶自己設(shè)定。粉碎 樣品在自身重力及配重壓片11的作用下與碎樣砂輪12接觸、摩擦，樣品隨著摩擦逐漸被粉 碎，粉碎后的樣品因重力落入下部的碎樣收集倉14內(nèi)；
[0039] 碎樣收集倉14底部中心為載氣入口 16,載氣入口 16上部為氣體過濾器15,該氣 體過濾器15為金屬密網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其存在可保證碎樣不會落入載氣入口 16內(nèi)，而且還不影響載 氣從載氣入口經(jīng)氣體過濾器進入碎樣收集倉14內(nèi)；
[0040] 當全部待粉碎樣品經(jīng)碎樣砂輪12研磨粉碎后，打開桶架5,將該測試桶4移走放入 專門的分析測試系統(tǒng)中，分析測試系統(tǒng)將整套測試桶4加熱到用戶設(shè)定溫度，然后從載氣 入口 16注入載氣，其攜帶粉碎后的樣品中的烴類物質(zhì)經(jīng)氣體測試口 7流出，進入測試系統(tǒng) 的檢測器內(nèi)，從而檢測出粉碎后的樣品中所含的烴類氣體的總量。
[0041] 本實用新型的整套裝置采用不銹鋼材質(zhì)，可實現(xiàn)電加熱。
[0042] 動力轉(zhuǎn)軸13外接調(diào)速電機1，操作者可根據(jù)需要適時改變電機轉(zhuǎn)速來控制碎樣砂 輪12的轉(zhuǎn)速，進而控制巖石樣品的研磨速度和粒度。
[0043] 整個裝置采用螺紋連接密封，連接螺紋處采用耐高溫的密封膠圈或密封墊的方式 進行密封。
[0044] 以上所述是本實用新型的較佳實施例及其所運用的技術(shù)原理，對于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員來說，在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實用新型技術(shù)方案基 礎(chǔ)上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本實用新型保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種頁巖密閉粉碎殘余氣測試裝置，它包括有測試桶（4)、測試桶支架（2)、電機 (1)、連接軸（3)，該測試桶（4)通過桶架（5)與測試桶支架（2)固定連接，其特征在于：所 述的測試桶（4)包括密封桶體（9)，在密封桶體（9)上端連接有密封蓋（8)，在密封蓋（8) 的上端設(shè)有氣體測試口（7)，在密封桶體（9)下端連接有碎樣收集倉（14)，在碎樣收集倉 (14)下端設(shè)有載氣入口（16)，在密封桶體（9)的內(nèi)部設(shè)有待碎樣品倉（10)，在該待碎樣品 倉（10)底部設(shè)有進入待碎樣品倉（10) -部分圓弧的碎樣砂輪（12)，該碎樣砂輪（12)的 中部設(shè)置有動力轉(zhuǎn)軸（13)，該動力轉(zhuǎn)軸（13)內(nèi)端設(shè)置在密封桶體（9)內(nèi)的密封軸承（21) 上，該動力轉(zhuǎn)軸（13)的另一側(cè)由密封軸承（21)支承后伸出密封桶體（9)，與電機（1)的連 接軸⑶連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頁巖密閉粉碎殘余氣測試裝置，其特征在于：在待碎樣品倉 (10)內(nèi)設(shè)置有配置壓片（11)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的頁巖密閉粉碎殘余氣測試裝置，其特征在于：在載氣入 口（16)的上部設(shè)有氣體過濾器（15)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的頁巖密閉粉碎殘余氣測試裝置，其特征在于：在密封桶體（9) 與其下端連接的碎樣收集倉（14)的連接處設(shè)有密封圈（18)，在密封桶體（9)與其上端連接 的密封蓋（8)的連接處設(shè)有密封墊（19)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的頁巖密閉粉碎殘余氣測試裝置，其特征在于：在碎樣收集倉 (14)的下端設(shè)有支撐架（17)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的頁巖密閉粉碎殘余氣測試裝置，其特征在于：在密封桶體（9) 的外壁上設(shè)有與桶架（5)連接的凹槽（22)，在該凹槽（22)的密封桶體（9)另一側(cè)下部設(shè)有 動力轉(zhuǎn)軸輸出端凹槽（23)，在該動力轉(zhuǎn)軸（13)的輸出軸上套接有壓蓋密封墊（20)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的頁巖密閉粉碎殘余氣測試裝置，其特征在于：在氣體測試口 (7)和載氣入口（16)上分別設(shè)置有密封螺母出、17)。
【文檔編號】G01N33/24GK203894224SQ201420300607
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】任收麥, 汪雙清, 楊仁政, 吳非, 邵廣宇, 周志, 郭天旭 申請人:中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心, 國家地質(zhì)實驗測試中心, 海城市石油化工儀器廠