一種測定系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型一種測定系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：抽氣裝置通過第一管道及第二管道與所述供氣裝置連接，用于對頁巖試樣進行脫氣；攪拌裝置通過第三管道與所述第二管道連接，用于攪拌所述頁巖試樣與壓裂液；供氣裝置用于為所述攪拌裝置提供固定壓力的氣體；加熱裝置通過所述螺旋氣管與第一管道連接，用于保證所述氣體恒溫；氣體采集裝置通過第四管道與所述螺旋氣管連接，用于采集所述氣體；氣體測量裝置通過測量管道與所述第四管道連接，用于利用排水法對所述氣體體積進行測量。如此，可以在壓裂液作用下對頁巖樣氣體吸附能力進行測定，獲取壓裂液作用下氣體解吸的室內(nèi)有效理論數(shù)據(jù)，以模擬井下作業(yè)環(huán)境和產(chǎn)氣條件，避免頁巖儲氣層被破壞，提高產(chǎn)氣量。
【專利說明】
一種測定系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于地質(zhì)勘探的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測定系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]頁巖氣在我國能源結(jié)構(gòu)中的比重越來越大，對國民建設(shè)的貢獻日益突出。隨著開采力度的加大，對不同區(qū)域頁巖的成分得到了新的認(rèn)識，尤其是其蘊含可燃?xì)獾哪芰?。不同區(qū)域，不同深度的頁巖樣對可燃?xì)怏w的吸附能力并不相同，壓裂環(huán)境對頁巖樣的作用影響也大不相同，因此對頁巖樣蘊含頁巖氣的能力進行測定，可以避免針對性不足造成頁巖氣儲層嚴(yán)重破壞，造成產(chǎn)氣量不佳的問題。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，通過地質(zhì)勘探采取的頁巖樣，已經(jīng)破壞了原有的氣體富含環(huán)境，不能直接測定巖樣蘊含頁巖氣的能力，并且現(xiàn)有技術(shù)不能對壓裂液的作用進行評價。而只有針對不同壓裂液進行實驗，方能評價出壓裂液配方對地層的傷害水平和作用機理。
[0004]基于此，目前亟需一種能夠評價壓裂液作用下對頁巖樣氣體吸附能力的測定系統(tǒng)，以能獲取壓裂液作用下氣體解吸的室內(nèi)有效理論數(shù)據(jù)，有效模擬井下作業(yè)環(huán)境和產(chǎn)氣條件，避免頁巖儲氣層被破壞，提高產(chǎn)氣量。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型實施例提供了一種測定系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中不能對壓裂液作用下的頁巖樣氣體吸附能力進行測定，導(dǎo)致不能模擬井下作業(yè)環(huán)境和產(chǎn)氣條件，造成頁巖儲氣層被破壞，產(chǎn)氣量降低的技術(shù)問題。
[0006]本實用新型提供一種測定系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:抽氣裝置、攪拌裝置、供氣裝置、加熱裝置、氣體采集裝置及氣體測量裝置;其中，
[0007]所述抽氣裝置通過第一管道及第二管道與所述供氣裝置連接，用于對頁巖試樣進行脫氣；
[0008]所述攪拌裝置通過第三管道與所述第二管道連接，用于攪拌所述頁巖試樣與壓裂液；
[0009]所述供氣裝置用于為所述攪拌裝置提供固定壓力的氣體；
[0010]所述加熱裝置通過所述螺旋氣管與第一管道連接，用于保證所述氣體恒溫；
[0011]所述氣體采集裝置通過所述第四管道與所述螺旋氣管連接，用于采集所述氣體；
[0012]所述氣體測量裝置通過測量管道與所述第四管道連接，用于利用排水法對所述氣體體積進行測量。
[0013]上述方案中，所述抽氣裝置包括:真空栗。
[0014]上述方案中，所述供氣裝置包括:氣罐、壓力表;其中，所述壓力表安裝在所述氣罐一端，用于測試所述氣罐的壓力。
[0015]上述方案中，所述攪拌裝置包括:儲罐、第一支架、卡爪、底座、聯(lián)軸器和電機；其中，
[0016]所述儲罐設(shè)置在所述第一支架上，用于放置所述頁巖試樣；
[0017]所述卡爪的一側(cè)與所述第一支架一側(cè)的第一固定孔連接，所述卡爪的另一側(cè)與所述第一支架另一側(cè)的第二固定孔連接；
[0018]所述第一支架的一端設(shè)置在所述底座上，所述第一支架的另一端與所述聯(lián)軸器的一端連接；
[0019]所述聯(lián)軸器的另一端與所述電機連接。
[0020]上述方案中，所述加熱裝置包括:恒溫油浴罐。
[0021]上述方案中，所述氣體采集裝置包括:干燥器、集氣袋;其中，
[0022]所述干燥器設(shè)置在所述第四管道上，用于對所述氣體進行干燥；
[0023]所述集氣袋通過第五管道與所述第四管道連接，用于采集所述氣體。
[0024]上述方案中，所述系統(tǒng)還包括:濃度檢測裝置，所述濃度檢測裝置設(shè)置在所述第四管道上，用于對所述氣體中的二氧化碳、可燃?xì)怏w及甲烷的濃度進行檢測。
[0025]上述方案中，所述濃度檢測裝置包括:二氧化碳探頭、可燃?xì)怏w探頭及甲烷探頭。
[0026]上述方案中，所述氣體測量裝置包括:注水罐、測量管道及廢液罐;其中，
[0027]所述注水罐的一端與所述測量管道的一端連接；
[0028]所述測量管道的另一端與所述廢液罐連接。
[0029]上述方案中，所述壓裂液包括:水、稠化劑、破膠劑、減阻劑、抑制劑及殺菌劑。
[0030]本實用新型提供了一種測定系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:抽氣裝置、攪拌裝置、供氣裝置、加熱裝置、氣體采集裝置及氣體測量裝置;其中，所述抽氣裝置通過第一管道及第二管道與所述供氣裝置連接，用于對頁巖試樣進行脫氣;所述攪拌裝置通過第三管道與所述第二管道連接，用于攪拌所述頁巖試樣與壓裂液;所述供氣裝置用于為所述攪拌裝置提供固定壓力的氣體;所述加熱裝置通過所述螺旋氣管與第一管道連接，用于保證所述氣體恒溫;所述氣體采集裝置通過所述第四管道與所述螺旋氣管連接，用于采集所述氣體;所述氣體測量裝置通過測量管道與所述第四管道連接，用于利用排水法對所述氣體體積進行測量;如此，可以在壓裂液作用下對頁巖樣氣體吸附能力進行測定，獲取壓裂液作用下氣體解吸的室內(nèi)有效理論數(shù)據(jù)，以模擬井下作業(yè)環(huán)境和產(chǎn)氣條件，避免頁巖儲氣層被破壞，提高產(chǎn)氣量。
【附圖說明】
[0031 ]圖1為本實用新型提供的測定系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]附圖標(biāo)記說明:
[0033]1-抽氣裝置;2-攪拌裝置;3-供氣裝置;4-加熱裝置;5-氣體采集裝置;6_濃度檢測裝置;7-氣體測量裝置;11-第一氣管；12-第二氣管；13-第三氣管；14-第一閥門；15-第二閥門；16-第三閥門；21-第一儲罐排氣閥；22-第二儲罐排氣閥；23-儲罐;24-第一支架;25-卡爪;26-底座；27-聯(lián)軸器;28-電機;29-第一固定孔;30-第二固定孔;31-氣罐;32-壓力表；41-恒溫油浴罐;42-螺旋氣管;51-第四氣管;52-干燥器;53-集氣袋;54-第五氣管;55-第四閥門；61-二氧化碳探頭;62-可燃?xì)怏w探頭;63-甲烷探頭;70-第五閥門；71-注水罐;72-第六閥門；73-測量管道;74-廢液罐;75-第七閥門；76-第二支架;77-第一測量管道;78-第二測量管道;79-第三測量管道;80-第四測量管道;81-第八閥門；82-第九閥門；83-第十閥門；84-第^ 閥門。
【具體實施方式】
[0034]為了獲取壓裂液作用下氣體解吸的室內(nèi)有效理論數(shù)據(jù)，以模擬井下作業(yè)環(huán)境和產(chǎn)氣條件，避免頁巖儲氣層被破壞，提高產(chǎn)氣量，本實用新型提供了一種測定系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:抽氣裝置、攪拌裝置、供氣裝置、加熱裝置、氣體采集裝置及氣體測量裝置;其中，所述抽氣裝置通過第一管道及第二管道與所述供氣裝置連接，用于對頁巖試樣進行脫氣;所述攪拌裝置通過第三管道與所述第二管道連接，用于攪拌所述頁巖試樣與壓裂液;所述供氣裝置用于為所述攪拌裝置提供固定壓力的氣體;所述加熱裝置通過所述螺旋氣管與第一管道連接，用于保證所述氣體恒溫;所述氣體采集裝置通過所述第四管道與所述螺旋氣管連接，用于采集所述氣體;所述氣體測量裝置通過測量管道與所述第四管道連接，用于利用排水法對所述氣體體積進行測量。
[0035]下面通過附圖及具體實施例對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)說明。
[0036]本實施例提供一種測定系統(tǒng)，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括:抽氣裝置1、攪拌裝置2、供氣裝置3、加熱裝置4、氣體采集裝置5、濃度檢測裝置6及氣體測量裝置7;其中，
[0037]所述抽氣裝置I通過第一氣管11與第二氣管12的一端連接，所述第二氣管12的另一端與所述供氣裝置3連接，所述攪拌裝置2通過第三氣管13與所述第二氣管12連接，當(dāng)所述攪拌裝置2中裝好頁巖試樣后，所述抽氣裝置I用于對所述頁巖試樣進行脫氣。其中，所述第一氣管11的一端與所述抽氣裝置I連接，所述第二氣管12為不銹鋼氣管。
[0038]具體地，所述抽氣裝置I具體包括:真空栗。所述第一管道11上設(shè)置有第一閥門14，所述第二氣管12上設(shè)置有第二閥門15;所述攪拌裝置2上設(shè)置有第一儲罐排氣閥21及第二儲罐排氣閥22;當(dāng)需要對所述頁巖試樣進行脫氣時，打開第一閥門14、第一儲罐排氣閥21及第二儲罐排氣閥22，通過真空栗對所述頁巖試樣進行脫氣。其中，所述第一閥門14為真空栗開關(guān)閥，所述第二閥門15為氣源閥。
[0039]這里，所述攪拌裝置2還包括:儲罐23、第一支架24、卡爪25、底座26、聯(lián)軸器27和電機28;其中，所述儲罐23設(shè)置在所述第一支架24上，用于放置所述頁巖試樣;所述卡爪25的一側(cè)與所述第一支架24—側(cè)的第一固定孔29連接，所述卡爪25的另一側(cè)與所述第一支架24另一側(cè)的第二固定孔30連接;所述第一支架24的一端設(shè)置在所述底座26上，所述第一支架34的另一端與所述聯(lián)軸器27的一端連接;所述聯(lián)軸器27的另一端與所述電機28連接。其中，所述第一支架24為旋轉(zhuǎn)支架。
[0040]當(dāng)所述真空栗對所述頁巖試樣進行脫氣后，啟動所述電機28使得所述儲罐23震動，短行程往復(fù)旋轉(zhuǎn)，充分?jǐn)嚢杷鲰搸r試樣。
[0041]當(dāng)所述頁巖試樣充分?jǐn)嚢韬?，利用供氣裝置3為所述攪拌裝置2提供固定壓力的氣體，對所述頁巖試樣進行飽和加壓。具體地，關(guān)閉所述抽氣裝置I及第一閥門14，打開所述第一儲罐排氣閥21及第二儲罐排氣閥22，調(diào)整第一閥門14使得壓力穩(wěn)定，對所述頁巖試樣進行飽和加壓4?8個小時左右，優(yōu)選地，為5個小時。
[0042]所述供氣裝置3包括:氣罐31及壓力表32;其中，所述壓力表32安裝在所述氣罐31一端，用于測試所述氣罐31內(nèi)的壓力。所述氣罐31具有壓力顯示和調(diào)節(jié)輸出功能。
[0043]進一步地，所述加熱裝置4用于保證所述氣體恒溫;所述加熱裝置4包括:恒溫油浴罐41、第三閥門16及螺旋氣管42。所述第一氣管11的另一端與所述螺旋氣管42的一端連接，所述螺旋氣管42設(shè)置在所述恒溫油浴罐41中，所述恒溫油浴罐41通過電加熱油介質(zhì)的方式傳遞熱量，對所述螺旋氣管42內(nèi)的氣體進行加熱。
[0044]所述螺旋氣管42的另一端與所述氣體采集裝置5連接，所述氣體采集裝置5用于采集所述氣體;具體地，所述氣體采集裝置5包括:第四氣管51、干燥器52及集氣袋53;所述第四氣管51的一端與所述螺旋氣管42的另一端連接，所述干燥器52設(shè)置在所述第四氣管51上，所述集氣袋通過第五氣管54與所述第四氣管51連接，所述第五氣管54上設(shè)置有第四閥門55;所述第四閥門55具體為集氣袋53開關(guān)閥。
[0045]這里，當(dāng)集氣袋53收集到氣體后，所述濃度檢測裝置6對所述氣體的二氧化碳、可燃?xì)怏w及甲烷的濃度進行檢測。具體地，所述濃度檢測裝置6包括:二氧化碳探頭61、可燃?xì)怏w探頭62及甲烷探頭63。所述二氧化碳探頭61、可燃?xì)怏w探頭62及甲烷探頭63分別依次設(shè)置在所述第四氣管51上。
[0046]當(dāng)所述濃度檢測裝置6對所述氣體的二氧化碳、可燃?xì)怏w及甲烷的濃度進行檢測后，所述氣體測量裝置7用于利用排水法對所述氣體體積進行測量。具體地，所述氣體測量裝置包括:第五閥門70、注水罐71、第六閥門72、測量管道73、廢液罐74及第七閥門75;其中，所述注水罐71的一端與所述測量管道73的一端連接;所述測量管道73與所述甲烷探頭63之間設(shè)置有第五閥門70;所述注水罐71的一端與所述測量管道73的一端之間設(shè)置有第六閥門72;所述測量管道73的一端設(shè)置在所述第二支架76上，所述測量管道73的另一端與所述廢液罐74連接。所述測量管道73的另一端與所述廢液罐74之間設(shè)置有第七閥門75。所述第五閥門70為氣體測定開關(guān)閥，所述第六閥門72為注水罐71開關(guān)閥，所述第七閥門75為排水閥。
[0047]這里，所述測量管道73為帶有刻度的透明管道，包括:第一測量管道77、第二測量管道78、第三測量管道79及第四測量管道80;所述第一測量管道77的另一端上設(shè)置有第八閥門81，所述第二測量管道78的另一端上設(shè)置有第九閥門82，所述第三測量管道79的另一端上設(shè)置有第十閥門83，所述第四測量管道80的另一端上設(shè)置有第十一閥門84。所述第一測量管道77的直徑為2mm，所述第二測量管道78的直徑為4mm，所述第三測量管道79的直徑為6mm，所述第四測量管道80的直徑為8mm。所述第八閥門81、第九閥門82、第十閥門83及第十一閥門84為測量管道73開關(guān)閥。
[0048]實際應(yīng)用時，利用本系統(tǒng)測定頁巖試樣氣體吸附能力進行測定時，包括以下步驟:
[0049]步驟a，打開儲罐23，加入一定目數(shù)的頁巖試樣，優(yōu)選地，為40目；為了充分?jǐn)嚢?、磨損頁巖試樣，使得所述頁巖試樣細(xì)化，再加入不同粒徑的鋼珠，蓋上儲罐23，將所述儲罐23安放在第一支架24的凹槽內(nèi)，在儲罐23的上端固定卡爪25，將所述卡爪25的一側(cè)與所述第一支架24—側(cè)的第一固定孔29連接固定，所述卡爪25的另一側(cè)與所述第一支架24另一側(cè)的第二固定孔30連接固定;擰緊固定螺栓及鎖緊螺栓。
[0050]步驟b，打開第一閥門14、第一儲罐排氣閥21及第二儲罐排氣閥22，關(guān)閉其他剩余閥門，啟動抽氣裝置I，對頁巖試樣進行脫氣處理五個小時。
[0051 ]步驟c，啟動電機38使得儲罐23開始震動，短行程往復(fù)旋轉(zhuǎn)，充分?jǐn)嚢桧搸r試樣。
[0052]步驟d，關(guān)閉抽氣裝置I及第一閥門14，打開第一儲罐排氣閥21及第二儲罐排氣閥22，調(diào)整氣罐31閥門使得壓力穩(wěn)定于預(yù)設(shè)的壓力值，關(guān)閉剩余閥門，對所述頁巖試樣進行飽和加壓五個小時，使得所述頁巖試樣充分吸附氣體。
[0053]步驟e，啟動電機38使得儲罐23開始震動，短行程往復(fù)旋轉(zhuǎn)，充分?jǐn)嚢桧搸r試樣。
[0054]步驟f，關(guān)閉第五閥門70，向注水罐71中注入清水，打開述第八閥門81、第九閥門82、第十閥門83及第十一閥門84，使得第一測量管道77、第二測量管道78、第三測量管道79及第四測量管道80中的液面高度相同，關(guān)閉所述第六閥門72及所述第七閥門76，液面穩(wěn)定。
[0055]步驟g，關(guān)閉氣罐31及第一閥門11，通過第一儲罐排氣閥21及第二儲罐排氣閥22向儲罐23中注入壓裂液，所述壓裂液包括:水、稠化劑、破膠劑、減阻劑、抑制劑及殺菌劑。其中，所述稠化劑為植物膠聚合物，如瓜爾膠;所述破膠劑是過氧化物等，如過硫酸銨;所述減阻劑為線性聚合物，如改性聚丙烯酰胺衍生物;所述抑制劑為粘土抑制劑，如氯化鉀;所述殺菌劑為表面活性劑，如1227表面活性劑。
[0056]步驟h，啟動電機38使得儲罐23開始震動，短行程往復(fù)旋轉(zhuǎn)，充分?jǐn)嚢桧搸r試樣與壓裂液。
[0057]步驟i，打開第三閥門16，啟動加熱裝置4，并設(shè)定溫度進行加熱。所述溫度一般為30 ?80°C。
[0058]步驟j，打開第五閥門70，使得加熱后的氣體依次通過干燥器52、二氧化碳探頭61、可燃?xì)怏w探頭62及甲烷探頭63。
[0059]步驟k，根據(jù)第一測量管道77、第二測量管道78、第三測量管道79及第四測量管道80內(nèi)的液面高度換算各氣體體積。這里，所述第一測量管道77、第二測量管道78、第三測量管道79及第四測量管道80的管徑不同，其標(biāo)注的分度也不同，細(xì)管道測的更準(zhǔn)確，如果氣體體積很大，則需要粗管徑的測量管道來測。
[0060]本實用新型提供的測定系統(tǒng)，可以在壓裂液作用下對頁巖樣氣體吸附能力進行測定，獲取壓裂液作用下氣體解吸的室內(nèi)有效理論數(shù)據(jù)，以模擬井下作業(yè)環(huán)境和產(chǎn)氣條件，避免頁巖儲氣層被破壞，提高產(chǎn)氣量。并且本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，易于推廣。
[0061]以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種測定系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:抽氣裝置、攪拌裝置、供氣裝置、加熱裝置、氣體采集裝置及氣體測量裝置;其中， 所述抽氣裝置通過第一管道及第二管道與所述供氣裝置連接，用于對頁巖試樣進行脫氣； 所述攪拌裝置通過第三管道與所述第二管道連接，用于攪拌所述頁巖試樣與壓裂液； 所述供氣裝置用于為所述攪拌裝置提供固定壓力的氣體； 所述加熱裝置通過螺旋氣管與第一管道連接，用于保證所述氣體恒溫； 所述氣體采集裝置通過第四管道與所述螺旋氣管連接，用于采集所述氣體； 所述氣體測量裝置通過測量管道與所述第四管道連接，用于利用排水法對所述氣體體積進行測量。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述抽氣裝置包括:真空栗。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述供氣裝置包括:氣罐、壓力表;其中，所述壓力表安裝在所述氣罐一端，用于測試所述氣罐的壓力。4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述攪拌裝置包括:儲罐、第一支架、卡爪、底座、聯(lián)軸器和電機;其中， 所述儲罐設(shè)置在所述第一支架上，用于放置所述頁巖試樣； 所述卡爪的一側(cè)與所述第一支架一側(cè)的第一固定孔連接，所述卡爪的另一側(cè)與所述第一支架另一側(cè)的第二固定孔連接； 所述第一支架的一端設(shè)置在所述底座上，所述第一支架的另一端與所述聯(lián)軸器的一端連接； 所述聯(lián)軸器的另一端與所述電機連接。5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱裝置包括:恒溫油浴罐。6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體采集裝置包括:干燥器、集氣袋;其中， 所述干燥器設(shè)置在所述第四管道上，用于對所述氣體進行干燥； 所述集氣袋通過第五管道與所述第四管道連接，用于采集所述氣體。7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括:濃度檢測裝置，所述濃度檢測裝置設(shè)置在所述第四管道上，用于對所述氣體中的二氧化碳、可燃?xì)怏w及甲烷的濃度進行檢測。8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述濃度檢測裝置包括:二氧化碳探頭、可燃?xì)怏w探頭及甲烷探頭。9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體測量裝置包括:注水罐、測量管道及廢液罐;其中， 所述注水罐的一端與所述測量管道的一端連接； 所述測量管道的另一端與所述廢液罐連接。10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓裂液包括:水、稠化劑、破膠劑、減阻劑、抑制劑及殺菌劑。
【文檔編號】G01N7/14GK205580919SQ201620146044
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年2月26日
【發(fā)明人】張峰, 烏效鳴, 鄭文龍, 吳笛, 黃河
【申請人】中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）