一種沉積有機質碳同位素制樣系統的製作方法
2023-04-29 21:33:01
專利名稱：一種沉積有機質碳同位素制樣系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及同位素質譜樣品測試和製備的技術，包括乾酪根和全油碳同位素樣品的製備，具體地說是一種沉積有機質碳同位素制樣系統。
背景技術：
石油是沉積有機質在地質條件下熱降解而成，因此油氣的同位素組成與物源和演化程度有關，同時還可能與運移聚集和封閉條件有關。石油和天然氣中主要元素是碳和氫，其中碳含量約佔85%。因此，油氣以及其有機母質中碳同位素組成及其變化，是研究油氣生成、演化、運移和油源對比等重要手段之一。目前沉積有機質碳同位素在油氣源對比、判別生物降解原油，鑑別烴類生成的環境和母質以及和熱演化程度的關係等方面有了廣泛的研究。但對樣品的製備方法的系統研究較少。由於巖石樣品製備方法不同而對有機碳同位素的測量結果所產生的正負偏差，從而導致不能準確地反應樣品中所記錄的信息。傳統的測樣方法自動化程度較低，通常需要手動旋轉控制真空閥，費事費力並且容易造成旋鈕的損壞，導致真空度不達標；採用手動進樣，自動化程度較低；採用手動控制加熱器的電流，難以達到準確的控制溫度的目的；原有的儀器無法通過流量計檢測O2流量，常常根據操作經驗控制流速，可能導致樣品無法反應完全，影響樣品測試的精確度，並難以形成規範化的操作流程。有鑑於此，針對上述問題，提出一種設計合理且有效改善上述缺失的沉積有機質碳同位素制樣系統。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種沉積有機質碳同位素制樣系統，提高了在樣品製備過程中的準確度和自動化程度，不僅可以形成一套簡單易行的規範操作流程，同時可以協調多個操作工位，實現了操作的標準化與自動化，降低了樣品製備的時間和人工成本。為了達成上述目的，本實用新型採用了如下技術方案，一種沉積有機質碳同位素制樣系統，包括依次連接在一起的原始樣品反應裝置、成品樣品提取裝置、成品樣品計量裝置，所述原始樣品反應裝置還連接有向自身輸送原始樣品的自動進樣裝置。所述原始樣品反應裝置包括連接在一起的氣化室和氧化爐，所述氣化室一方面連接至自動進樣裝置，另一方面連接至氧氣輸送器，並且在連接至氧氣輸送器的管道上設置有閥門；所述氧化爐通過管道連接至成品樣品提取裝置的取樣口。所述氧化爐出口處的連接至成品樣品提取裝置的取樣口的管道上設置有散熱器。所述氣化室和氧化爐均由石英玻璃管制成。所述成品樣品提取裝置包括取樣口、氣泡計、輔助氣裝置，所述取樣口在與原始樣品反應裝置相連接的管道上設置有多處觸碰式按鈕真空閥，所述氣泡計也是通過上述多處觸碰式按鈕真空閥與取樣口連接；所述輔助氣裝置通過閥門連接至取樣口。[0012]所述取樣口在與原始樣品反應裝置相連接的管道上設置的觸碰式按鈕真空閥為四處，其中第一處真空閥與第二處真空閥之間設置有酒精冷肼，第二處真空閥與第三處真空閥之間設置有液氮冷肼。所述成品樣品計量裝置包括真空泵和液氮冷肼，所述真空泵通過液氮冷肼連接至成品樣品提取裝置的觸碰式按鈕真空閥上；所述真空泵與液氮冷肼之間的連接管道上也設置有觸碰式按鈕真空閥，所述真空泵設置有真空計。相較於現有技術，本實用新型具有以下有益效果本實用新型實現了沉積有機質碳同位素製備系統的自動化程度，通過將儀錶盤數位化，可控地提高樣品的升溫速率，保證了製備過程的可重複性，延長石英管的使用壽命，降低生產成本。採用了觸碰式按鈕真空閥，提高了樣品製備裝置的數位化和自動化程度，減少了製備過程中的時間，降低了人工成本。在系統中加入了氣體流量計，檢測樣品反應過程中氧氣的流量，確保樣品可以在高溫下反應完全，保證樣品製備的準確性。本實用新型採用了自動進樣裝置，保證了樣品進入反應管時的速度恆定和在反應管中的位置恆定。確保了樣品的製備過程的重複性。本實用新型加入了輔助系統，防止了在樣品製備過程中空氣倒吸，確保了樣品在製備過程中系統氣體的純度，提高了樣品製備的準確性
圖1為本實用新型一種沉積有機質碳同位素制樣系統的結構示意圖。
具體實施方式
有關本實用新型的詳細說明及技術內容，配合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，並非用來對本實用新型加以限制。根據圖1所示，一種沉積有機質碳同位素制樣系統，包括依次連接在一起的原始樣品反應裝置、成品樣品提取裝置、成品樣品計量裝置，所述原始樣品反應裝置還連接有向自身輸送原始樣品的自動進樣裝置。所述原始樣品反應裝置包括連接在一起的氣化室和氧化爐，所述氣化室一方面連接至自動進樣裝置，另一方面連接至氧氣輸送器，並且在連接至氧氣輸送器的管道上設置有閥門I ;所述氧化爐通過管道連接至成品樣品提取裝置的取樣口。所述氧化爐出口處的連接至成品樣品提取裝置的取樣口的管道上設置有散熱器。所述氣化室和氧化爐均由石英玻璃管制成。所述成品樣品提取裝置包括取樣口、氣泡計、輔助氣裝置，所述取樣口在與原始樣品反應裝置相連接的管道上設置有多處觸碰式按鈕真空閥，所述氣泡計也是通過上述多處觸碰式按鈕真空閥與取樣口連接；所述輔助氣裝置通過閥門2連接至取樣口。所述取樣口在與原始樣品反應裝置相連接的管道上設置的觸碰式按鈕真空閥為四處，其中第一處真空閥I與第二處真空閥2之間設置有酒精冷肼，第二處真空閥2與第三處真空閥3之間設置有液氮冷肼。[0025]所述成品樣品計量裝置包括真空泵和液氮冷肼，所述真空泵通過液氮冷肼連接至成品樣品提取裝置的觸碰式按鈕真空閥5及觸碰式按鈕真空閥4上；所述真空泵與液氮冷肼之間的連接管道上也設置有觸碰式按鈕真空閥6，所述真空泵設置有真空計。在圖中(a)區，石英管中的氣化室和反應爐是樣品的主要反應區，高溫時，通過自動進樣器將樣品推入氣化室，通過流量計，調節氧氣流量，使樣品充分反應完全。在圖中(b)區，通過控制各個真空閥的開啟或者關閉狀態，使生成的氣體(H2O和CO2)得以依次通過酒精冷肼和液氮冷肼，由於酒精冷肼和液氮冷肼溫度的不同，使得CO2氣體保存在液氮冷肼中，H2O保存在酒精冷肼中。將液氮冷肼中的CO2的溫度升至常溫，在取樣口即得到所需樣品。通過真空閥的開啟與關閉，抽走系統中的H2O和殘留的氣體。在圖中(C)區，通過流量計可以控制系統中氧氣的流量，確保沉積有機質可以充分反應，碳原子全部反應生成CO2，該區中的真空泵與真空計，可以控制系統的真空度，確保製備得到的樣品的準確性。綜上所述，該實用新型將原有的升溫裝置由手動調節升溫速率改為數位化儀錶盤，通過調節參數，可以達到程序升溫；同時將原有儀器中的手動調節的真空閥改為通過按鍵控制的真空閥；為了防止在低真空度時空氣倒吸，導致樣品製備的不準確，加入了輔助氣裝置；採用了自動進樣器，改變了原有儀器手動進樣；加入了氣體流量計，用於測量樣品製備過程中的氧氣流量。在以往沉積有機質碳同位素製備儀器的基礎上，提高了儀器的自動化程度，減少了操作時間，降低了人工成本；引入了流量計和真空計，克服了以往製備過程中需要經驗，無法量化直觀的缺點，使得測試的樣品的精確度進一步提高，通過條件實驗，可以形成規範化的操作流程。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，非用以限定本實用新型的專利範圍，其他運用本實用新型的專利精神的等效變化，均應俱屬本實用新型的專利範圍。
權利要求1.一種沉積有機質碳同位素制樣系統，其特徵在於，包括依次連接在一起的原始樣品反應裝置、成品樣品提取裝置、成品樣品計量裝置，所述原始樣品反應裝置還連接有向自身輸送原始樣品的自動進樣裝置。
2.根據權利要求1所述的一種沉積有機質碳同位素制樣系統，其特徵在於，所述原始樣品反應裝置包括連接在一起的氣化室和氧化爐，所述氣化室一方面連接至自動進樣裝置，另一方面連接至氧氣輸送器，並且在連接至氧氣輸送器的管道上設置有閥門；所述氧化爐通過管道連接至成品樣品提取裝置的取樣口。
3.根據權利要求2所述的一種沉積有機質碳同位素制樣系統，其特徵在於，所述氧化爐出口處的連接至成品樣品提取裝置的取樣口的管道上設置有散熱器。
4.根據權利要求2所述的一種沉積有機質碳同位素制樣系統，其特徵在於，所述氣化室和氧化爐均由石英玻璃管制成。
5.根據權利要求1所述的一種沉積有機質碳同位素制樣系統，其特徵在於，所述成品樣品提取裝置包括取樣口、氣泡計、輔助氣裝置，所述取樣口在與原始樣品反應裝置相連接的管道上設置有多處觸碰式按鈕真空閥，所述氣泡計也是通過上述多處觸碰式按鈕真空閥與取樣口連接；所述輔助氣裝置通過閥門連接至取樣口。
6.根據權利要求5所述的一種沉積有機質碳同位素制樣系統，其特徵在於，所述取樣口在與原始樣品反應裝置相連接的管道上設置的觸碰式按鈕真空閥為四處，其中第一處真空閥與第二處真空閥之間設置有酒精冷肼，第二處真空閥與第三處真空閥之間設置有液氮冷餅。
7.根據權利要求1所述的一種沉積有機質碳同位素制樣系統，其特徵在於，所述成品樣品計量裝置包括真空泵和液氮冷肼，所述真空泵通過液氮冷肼連接至成品樣品提取裝置的觸碰式按鈕真空閥上；所述真空泵與液氮冷肼之間的連接管道上也設置有觸碰式按鈕真空閥，所述真空泵設置有真空計。
專利摘要本實用新型公開了一種沉積有機質碳同位素制樣系統，包括依次連接在一起的原始樣品反應裝置、成品樣品提取裝置、成品樣品計量裝置，所述原始樣品反應裝置還連接有向自身輸送原始樣品的自動進樣裝置。本實用新型提高了在樣品製備過程中的準確度和自動化程度，不僅可以形成一套簡單易行的規範操作流程，同時可以協調多個操作工位，實現了操作的標準化與自動化，降低了樣品製備的時間和人工成本。
文檔編號G01N1/28GK202903562SQ20122058265
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月7日 優先權日2012年11月7日
發明者翟正, 李祥臣, 耆豔麗, 邸曉君, 任英姿, 郭春清, 王寶山, 衛英傑 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司地質科學研究院