含氣量連續測量裝置製造方法
2023-06-29 01:39:21 1
含氣量連續測量裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種含氣量連續測量裝置，包括數據採集及控制單元、盛有飽和食鹽水的容器、儲氣罐、設於儲氣罐中的液位傳感器；數據採集及控制單元包括主控晶片，液位傳感器的數據輸出端與主控晶片的數據輸入端相連接，儲氣罐的下方開口通過管線、第一氣路控制部件與容器密封連通；儲氣罐的第一開口的一路通過管線、第三氣路控制部件、真空泵與集氣口密封連通；儲氣罐的第二開口通過管線、第四氣路控制部件與解吸氣源密封連通；第一氣路控制部件、第三氣路控制部件、第四氣路控制部件、真空泵的控制端分別與主控晶片的控制信號輸出端相連接。本發明能夠對解吸氣體積進行直接、連續的測量，可收集解吸氣樣以進行後續分析，裝置穩定可靠，測量結果較為準確。
【專利說明】含氣量連續測量裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種含氣量連續測量裝置，屬於勘探測試【技術領域】。
【背景技術】
[0002]頁巖氣和煤層氣是目前廣受重視的非常規天然氣資源，頁巖氣的形態以儲存在天然裂縫和粒間孔隙中的游離氣，以及吸附在乾酪根、粘土顆粒表面的吸附氣為主，煤層氣則主要吸附在煤基質顆粒表面；無論是頁巖氣還是煤層氣，常溫條件下難以釋放的吸附氣都佔據了極大比重。如何快速、徹底的解吸吸附氣，並準確測定樣品總含氣量，是估算煤、泥頁巖、砂巖夾層中天然氣量，保證煤層氣和頁巖氣資源量評價結果準確性的關鍵所在。
[0003]現有的針對煤、泥頁巖、砂巖的含氣量測量裝置，主要分為以下三種:
[0004]體積流量測量裝置，其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；這種裝置可以獲得解吸氣量的連續變化情況，但對於解吸速率較低時氣體流速的測量誤差較大，且，流體的體積極易受環境溫度和壓力的影響；
[0005]質量流量測量裝置，其根據流過流量計的氣體所帶走的熱量來計算流體質量，這種裝置抗環境溫度和壓力影響的能力較強，但在不同解吸階段中氣體組分發生變化的情況下測量準確度大大降低，尤其是在頁巖的現場解吸氣測量過程中，由於氣體組分隨著解吸時間的推移會發生變化，使得測量結果並不準確；
[0006]燃燒法氣體體積測量裝置，其通過直接燃燒解吸氣中的烴類氣體，直接解吸出純烴類氣體含量，這種裝置穩定性高，能分析出總體積中的烴類氣體體積，但無法獲得解吸氣樣，給後續氣體組分分析等工作造成了困難。
【發明內容】
[0007]鑑於上述原因，本發明的目的在於提供一種含氣量連續測量裝置，該裝置能夠對解吸氣的體積進行直接、連續的測量，可收集解吸氣樣以進行後續分析，裝置穩定可靠，測量結果較為準確。
[0008]為實現上述目的，本發明採用以下技術方案:
[0009]含氣量連續測量裝置，其特徵在於，包括數據採集及控制單元、盛有飽和食鹽水的容器、儲氣罐、設於儲氣罐中的液位傳感器；
[0010]數據採集及控制單元包括主控晶片，該液位傳感器的數據輸出端與該主控晶片的數據輸入端相連接，該儲氣罐的下方開口通過管線、第一氣路控制部件與該容器密封連通；該儲氣罐的第一開口的一路通過管線、第三氣路控制部件、真空泵與集氣口密封連通；該儲氣罐的第二開口通過管線、第四氣路控制部件與解吸氣源密封連通；
[0011]該第一氣路控制部件、第三氣路控制部件、第四氣路控制部件、真空泵的控制端分別與該主控晶片的控制信號輸出端相連接。
[0012]進一步的，
[0013]所述儲氣罐的第一開口的另一路通過管線、第二氣路控制部件與空氣源密封連通，該第二氣路控制部件的控制端與所述主控晶片的控制信號輸出端相連接。
[0014]所述數據採集及控制單元還包括輸入模塊，該輸入模塊的輸出端與所述主控晶片的控制信號輸入端相連接。
[0015]所述數據採集及控制單元還包括顯示模塊，所述主控晶片的數據輸出端與該顯示模塊的數據輸入端相連接。
[0016]所述第一氣路控制部件、第二氣路控制部件、第三氣路控制部件、第四氣路控制部件為電磁閥。
[0017]本發明的優點在於:
[0018]本發明的含氣量連續測量裝置，能夠對解吸氣的體積進行直接、連續的測量，可收集解吸氣樣以進行後續分析，裝置穩定可靠，受環境影響小，能夠應用於頁巖氣、煤層氣等含氣量的現場測量工作，且測量結果較為準確。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的組成結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。
[0021]圖1是本發明的組成結構示意圖。如圖所示，本發明公開的含氣量連續測量裝置，包括數據採集及控制單元1、盛有飽和食鹽水的容器2、儲氣罐3、設於儲氣罐3中的液位傳感器4及用於控制氣路通斷的氣路控制部件；
[0022]數據採集及控制單元I包括主控晶片，液位傳感器4的數據輸出端與主控晶片的數據輸入端相連接，儲氣罐3的下方開口通過管線、第一氣路控制部件5與容器2密封連通；儲氣罐3的第一開口的第一路通過管線、第二氣路控制部件6與空氣源密封連通，第二路通過管線、第三氣路控制部件7、真空泵8與集氣口 9密封連通；儲氣罐3的第二開口通過管線、第四氣路控制部件10與解吸氣源密封連通；第一氣路控制部件5、第二氣路控制部件6、第三氣路控制部件7、第四氣路控制部件10、真空泵8的控制端分別與主控晶片的控制信號輸出端相連接；
[0023]數據採集及控制單元I還包括顯示模塊和輸入模塊，主控晶片的數據輸出端與該顯示模塊的數據輸入端相連接，可實時顯示解吸氣的體積(總體積、隨時間變化的體積曲線等形式)；輸入模塊的輸出端與主控晶片的控制信號輸入端相連接，可通過輸入模塊分別設定第一氣路控制部件5、第二氣路控制部件6、第三氣路控制部件7、第四氣路控制部件10及真空泵8的接通或是斷開。所述的第一氣路控制部件5、第二氣路控制部件6、第三氣路控制部件7、第四氣路控制部件10可以是可斷開或是接通氣路連接的開關型部件，如電磁閥等。
[0024]所述的液位傳感器可以使用磁致伸縮液位傳感器，具體型號是LHB-0400-S01-V11，其測量精度可以達到0.1毫升。
[0025]利用本發明的含氣量連續測量裝置進行含氣量測量的過程是:
[0026]S1:將解吸氣源與裝置連接好，通過輸入模塊及主控晶片控制接通第一氣路控制部件5、第三氣路控制部件7、真空泵8，容器2中的飽和食鹽水經第一氣路控制部件5進入儲氣罐3，液位傳感器4採集儲氣罐3中液體的位置信息，並將該位置信息發送給主控晶片，當儲氣罐3中的液面到達一預定高度時，通過輸入模塊及主控晶片控制斷開第三氣路控制部件7、真空泵8 ;
[0027]S2:通過輸入模塊及主控晶片控制接通第四氣路控制部件10，解吸氣經第四氣路控制部件10進入儲氣罐3，隨著解吸氣的進入，儲氣罐3中的液面不斷下降，液位傳感器4採集儲氣罐3中液體的位置信息，並將該位置信息發送給主控晶片，當儲氣罐3中的液面下降到一預定低度時，通過輸入模塊斷開第四氣路控制部件10 ；
[0028]通過圓柱形的儲氣罐3中液面下降的距離，可計算出解吸氣體的體積，若儲氣罐的內圓半徑為r，液面下降高度為h，則解吸氣的體積約為V= π r2h ;
[0029]另外，在解吸氣的排氣過程中，主控晶片可每秒讀取20次的液體位置信息，根據讀取的液體位置信息計算出解吸氣的體積，然後繪製出解吸氣隨時間變化的體積曲線，以利於後續分析。
[0030]S3:通過輸入模塊再次接通第三氣路控制部件7、真空泵8，使飽和食鹽水再次進入儲氣罐3中，通過液位傳感器4採集的液體的位置信息，當儲氣罐3中的液面到達一預定高度時，斷開第三氣路控制部件7、真空泵8 ；
[0031]S4:通過輸入模塊接通第四氣路控制部件10，解吸氣經第四氣路控制部件10進入儲氣罐3，通過液位傳感器4採集的液體的位置信息，當儲氣罐3中的液面下降到一預定低度時，斷開第四氣路控制部件10 ；
[0032]重複上述步驟S3、S4，直至執行步驟S4時，儲氣罐3中的液面不再下降，即無解吸氣進入儲氣罐3為止，此時，斷開第四氣路控制部件10，開啟第三氣路控制部件7、真空泵8，使儲氣罐3中收集的解吸氣從集氣口 9排出；解吸氣全部排出後，斷開第三氣路控制部件
7、真空泵8，並接通第二氣路控制部件6，空氣經第二氣路控制部件6進入儲氣罐3中，儲氣罐3中的飽和食鹽水流回至容器2中，測量結束。
[0033]本發明的含氣量連續測量裝置，是利用排水集氣法收集解吸氣體，能夠對解吸氣的體積進行直接、連續的測量，且可收集解吸氣樣以進行後續分析；測量過程中，無需外部氣源，避免了其它氣體成分對測量結果的影響；裝置採集速度快，測量結果較為準確，測量結果可精確到0.1毫升。
[0034]以上所述是本發明的較佳實施例及其所運用的技術原理，對於本領域的技術人員來說，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，任何基於本發明技術方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬於本發明保護範圍之內。
【權利要求】
1.含氣量連續測量裝置，其特徵在於，包括數據採集及控制單元、盛有飽和食鹽水的容器、儲氣罐、設於儲氣罐中的液位傳感器； 數據採集及控制單元包括主控晶片，該液位傳感器的數據輸出端與該主控晶片的數據輸入端相連接，該儲氣罐的下方開口通過管線、第一氣路控制部件與該容器密封連通；該儲氣罐的第一開口的一路通過管線、第三氣路控制部件、真空泵與集氣口密封連通；該儲氣罐的第二開口通過管線、第四氣路控制部件與解吸氣源密封連通； 該第一氣路控制部件、第三氣路控制部件、第四氣路控制部件、真空泵的控制端分別與該主控晶片的控制信號輸出端相連接。
2.如權利要求1所述的含氣量連續測量裝置，其特徵在於，所述儲氣罐的第一開口的另一路通過管線、第二氣路控制部件與空氣源密封連通，該第二氣路控制部件的控制端與所述主控晶片的控制信號輸出端相連接。
3.如權利要求2所述的含氣量連續測量裝置，其特徵在於，所述數據採集及控制單元還包括輸入模塊，該輸入模塊的輸出端與所述主控晶片的控制信號輸入端相連接。
4.如權利要求2或3所述的含氣量連續測量裝置，其特徵在於，所述數據採集及控制單元還包括顯示模塊，所述主控晶片的數據輸出端與該顯示模塊的數據輸入端相連接。
5.如權利要求4所述的含氣量連續測量裝置，其特徵在於，所述第一氣路控制部件、第二氣路控制部件、第三氣路控制部件、第四氣路控制部件為電磁閥。
【文檔編號】G01N7/14GK104020076SQ201410269915
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月17日 優先權日:2014年6月17日
【發明者】任收麥, 楊仁政, 張毅, 吳非, 邵廣宇, 周志, 郭天旭 申請人:中國地質調查局油氣資源調查中心, 海城市石油化工儀器廠