原油、地層水中稀有氣體的提取裝置的製作方法

2023-11-11 18:37:27 1

專利名稱：原油、地層水中稀有氣體的提取裝置的製作方法
技術領域：
原油、地層水中稀有氣體的提取裝置技術領域[0001]本實用新型是關於在油氣勘探地質領域的油氣地質實驗和油氣源對比研究中，一種用於製備稀有氣體的制樣裝置及方法，尤其涉及一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置及方法。
背景技術：
[0002]稀有氣體(又稱惰性氣體)因其獨特的化學惰性而成為地質歷程的重要示蹤劑。在油氣勘探中，原油、地層水等液態地質樣品中稀有氣體組分和同位素蘊含著豐富的油氣地質信息，通過將其與可能來源的烴源巖中稀有氣體相關信息進行對比，對於開展油氣的成因判識、油氣源對比以及油氣成藏期等都具有重要的示蹤指示作用，有利於豐富和完善現有以碳、氫同位素、輕烴、生物標誌物等為主的氣源對比指標體系。而原油、地層水中稀有氣體的提取、純化、富集的製備環節是開展後續稀有氣體組分和同位素分析的前提和必要保證，是獲取準確分析數據開展油氣成因判識和油氣源對比的關鍵。[0003]由於原油、地層水等地質樣品中稀有氣體豐度極低，且容易受到大氣中稀有氣體的汙染，因此，進行樣品中稀有氣體的提取環節對於開展稀有氣體分析至關重要。但由於原油、地層水等液體樣品的特殊性，對樣品中稀有氣體進行提取的前處理需要解決兩大技術難題:首先，對於天然氣通常可以採用耐高壓的鋼瓶進行井場高壓取樣，為避免取樣過程中大氣的汙染需對鋼瓶進行提前預抽真空，取樣過程需要利用天然氣對鋼瓶反覆衝洗4 6次，最後對連續氣流的中段取樣；而對於原油、地層水，由於相態的差異決定了取樣容器和取樣方式也有很大差異，因此，如何保證原油或地層水取樣過程不被大氣中稀有氣體汙染是最重要、最關鍵的環節之一；其次，由於原油、地層水中稀有氣體的含量極低，採用何種方法才能提取、富集、純化原油、地層水樣品中的稀有氣體，並且保證樣品不受外界大氣汙染是制約原油中稀有氣體製備的另一關鍵技術難題。上述技術問題的存在對原油、地層水中稀有氣體的製備效果以及後續分析結果的可靠性及準確性具有重要的影響。[0004]由此，本發明人憑藉多年從事相關行業的經驗與實踐，提出一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，以克服現有技術的缺陷。實用新型內容[0005]本實用新型的目的在於提供一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，以解決原油、地層水取樣及其稀有氣體製備過程中避免大氣汙染的問題，能夠對原油、地層水中稀有氣體進行高效的提取，滿足進行高精度、高準確性的稀有氣體組分和同位素分析要求。[0006]本實用新型的目的是這樣實現的，一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，所述提取裝置包括一抽氣管路，所述抽氣管路一端通過並聯的第一迴路和第二迴路與一機械泵連接；所述抽氣管路另一端順序密封連接有相互串聯的取樣瓶和樣品瓶，所述取樣瓶和樣品瓶兩端分別各設有密封閥；樣品瓶中裝有原油或地層水樣品；所述第一迴路中由抽氣管路至機械泵依次設有第一真空閥門、分子泵、波紋管密封閥門和電阻規；所述第二迴路中設有第二真空閥門。[0007]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述提取裝置還包括一箱形機架，所述箱形機架由頂板、底板和四周面板構成，正面面板為控制面板；箱形機架底部設有四個支撐滾輪；所述機械泵固定設置在機架底板上；所述分子泵通過支撐法蘭固定於機架的頂板下側。[0008]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述分子泵上連接有電離規；分子泵的進口通過第一真空閥門與抽氣管路連接，第一真空閥門和抽氣管路設置於頂板上側。[0009]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述機械泵的進口設有一第二三通，第二三通一端依次連接有吸附阱和一第一三通，第一三通一端連接有所述電阻規，第一三通另一端通過第一波紋管連接於分子泵的出口，所述第一波紋管中設有所述波紋管密封閥門。[0010]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述第二三通另一端通過第二波紋管連接於所述第二真空閥門，通過第二真空閥門連通於所述抽氣管路；所述第二真空閥門設置於頂板上側。[0011]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述抽氣管路另一端通過一肩環與相互串聯的取樣瓶和樣品瓶密封連接。[0012]在本實用新型的一較佳實施方式中，所述取樣瓶和樣品瓶為玻璃瓶，取樣瓶和樣品瓶分別由腔體和兩端玻璃閥體組成。[0013]由上所述，本實用新型原油、地層水中稀有氣體的提取裝置及方法，實現了對原油、地層水中稀有氣體進行高效的提取，解決了原油、地層水中樣品稀有氣體分析的取樣問題及稀有氣體製備過程中的大氣汙染問題，為後續原油、地層水中稀有氣體組分及同位素分析數據的可靠性及準確性提供了技術支持和保證，對於開展油氣的成因判識、油氣源對比以及油氣成藏期等都具有重要意義。


[0014]以下附圖僅旨在於對本實用新型做示意性說明和解釋，並不限定本實用新型的範圍。其中:[0015]圖1:為本實用新型原油、地層水中稀有氣體的提取裝置的主視結構示意圖。[0016]圖2:為本實用新型原油、地層水中稀有氣體的提取裝置的側視結構示意圖。[0017]圖3:為本實用新型原油、地層水中稀有氣體的提取裝置的結構原理示意圖。
具體實施方式
[0018]為了對本實用新型的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖說明本實用新型的具體實施方式
。[0019]如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型提出一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置100，所述提取裝置100包括一抽氣管路5，所述抽氣管路5 —端通過並聯的第一迴路和第二迴路與一機械泵11連接；所述抽氣管路5另一端順序密封連接有相互串聯的取樣瓶18和樣品瓶19，所述取樣瓶18和樣品瓶19兩端分別各設有密封閥；樣品瓶19中裝有原油或地層水樣品；所述第一迴路中由抽氣管路5至機械泵11依次設有第一真空閥門2、分子泵4、波紋管密封閥門6和電阻規12 ;所述第二迴路中設有第二真空閥門7。[0020]如圖1、圖2所示,在本實施方式中，所述提取裝置100還包括一箱形機架8,所述箱形機架由頂板、底板和四周面板構成，正面面板為控制面板；箱形機架底部設有四個支撐滾輪；所述機械泵11固定設置在機架底板上；所述分子泵4通過支撐法蘭3固定於機架的頂板下側。所述分子泵4上連接有電離規I ;分子泵4的進口通過第一真空閥門2與抽氣管路5連接，第一真空閥門2和抽氣管路5均設置於機架頂板上側。抽氣管線5由管線固定支撐塊16固定支撐於機架頂板上。[0021 ] 進一步，如圖1、圖2所示，在本實施方式中，所述機械泵11的進口設有一第二三通13，第二三通13 —端向上依次連接有吸附阱10和一第一三通9，第一三通9 一端連接有所述電阻規12，第一三通9另一端通過第一波紋管14連接於分子泵4的出口，所述第一波紋管14中設有所述波紋管密封閥門6。機械泵11的排氣口與一排氣管線20相連。[0022]所述第二三通13另一端通過第二波紋管15連接於所述第二真空閥門7，通過第二真空閥門7連通於所述抽氣管路5 ;所述第二真空閥門7也設置於機架頂板上側。[0023]在本實施方式中，所述取樣瓶18和樣品瓶19為尺寸規格完全相同的玻璃瓶,取樣瓶18和樣品瓶19分別由腔體和兩端玻璃閥體組成；取樣瓶18為空瓶，樣品瓶19裝有原油或地層水樣品；取樣瓶18與樣品瓶19可通過塑膠管相連。[0024]所述抽氣管路5另一端可通過常規方式與相互串聯的取樣瓶和樣品瓶密封連接。[0025]在本實施方式的另一實施例中，所述抽氣管路5也可通過一肩環17與相互串聯的取樣瓶和樣品瓶密封連接。所述肩環17是一個帶有螺母絲扣的空心圓柱體螺母，圓柱體螺母下端有卡口，並且圓柱螺母內有空心圓柱卡墊，卡墊的上端剛好卡在圓柱體螺母下端有卡口處，空心圓柱卡墊上放有聚乙烯墊圈。連接時，先將外部的空心圓柱體螺母從抽氣管線5下端旋出，取出空心卡墊和墊圈，並且將空心卡墊放入空心圓柱體螺母內，將樣品瓶上端玻璃接口從空心卡墊穿出，並將墊圈套在玻璃接口約I 2cm處，然後連接好的取樣瓶與抽氣接口對接，並將外部空心圓柱體螺母旋緊，則完成樣品瓶與抽氣管線連接。[0026]在本實施方式中，所述機械泵11為Edwards RV12機械真空泵，抽速3L/S，真空範圍從大氣壓(1.013 X IO5Pa)到約0.002mbar (0.2Pa)，極限真空可達IO1Pa,用於實現系統抽氣管線5的低真空，同時作為分子泵的前級泵，用於低真空環境下分子泵4的啟動，進一步對系統抽氣管線5抽高真空。[0027]所述分子泵其抽速350L/S，極限壓強< I X l0.mbar，作為抽氣管線5的主抽泵，主要功能用於抽氣管線5的排氣，實現高真空的要求；所述電離規I的量程為1000mbar-5X10_lclmbar，主要功能是用於分子泵主抽獲得的高真空、超高真空的測量和顯/Jn ο[0028]在本實施方式中，所述的第一真空閥門2和第二真空閥門7為全金屬真空閥門。抽氣管線5的材質為不鏽鋼材質。所述波紋管密封閥門6是一種壓力平衡式的調節閥，閥體結構緊湊，流體通道呈S流線型，壓降損失小，流量大、可調範圍廣，上閥蓋採用波管紋密封結構，可徹底消除工藝介質從閥杆運動間隙向外洩漏的可能性；[0029]所述吸附阱10主要採用活性氧化鋁作為吸氣劑，物理吸附機械泵排除的可凝性蒸汽；所述電阻規12主要用於機械泵11對抽氣管線5的低真空的測量和顯示，量程為1000mbar-5 X104mbar。[0030]本申請還提供一種用於提取原油、地層水中稀有氣體的方法，所述提取方法包括以下步驟:[0031]I)在接入樣品瓶18和取樣瓶19之前，對原油、地層水中稀有氣體的提取裝置100的啟動及對第一迴路和第二迴路抽真空；[0032]a)將提取裝置的電源線插頭插入牆面電源插板；[0033]b)打開提取裝置總電源開關；[0034]c)關閉第一真空閥門2和第二真空閥門7，打開波紋管密封閥門6，啟動機械泵11對第一迴路和第二迴路抽低真空；[0035]d)待機械泵11真空示數顯示進入10_4Pa，啟動分子泵4 「START」按鈕，等待分子泵4控制面板LOAD指示燈自左運行到最右端綠燈保持常亮，分子泵正常工作，對第一迴路和第二迴路抽聞真空；[0036]2)接入樣品瓶19和取樣瓶18之後，對抽氣管路5和取樣瓶18進行抽真空；[0037]a)將裝有原油、地層水的樣品瓶19與一隻空的取樣瓶18串聯一起，按取樣瓶18在上、樣品瓶19在下的位置關係將兩瓶接入抽氣管線5另一端的進樣口 ；[0038]b)對樣品瓶19與取樣瓶18連接處及取樣瓶18腔體抽真空；[0039]c)打開機械泵11與抽氣管線5之間的第二真空閥門7，保持第一真空閥門2仍處於關閉狀態，旋轉取樣瓶18兩端控制閥，連通取樣瓶18腔體及兩瓶連接處，利用機械泵11進行抽低真空；[0040]d)當低真空顯示進入10_4Pa，關閉第二真空閥門7，打開控制分子泵4的第一真空閥門2，對兩瓶連接處以及取樣瓶18腔體進行抽高真空；[0041]e)當真空進入KT4Pa時，關閉取樣瓶18上下兩端控制閥，關閉控制分子泵4的第一真空閥門2 ;[0042]3)對原油、地層水液體樣品進行脫氣處理，由此提取稀有氣體；[0043]a)卸下串聯的取樣瓶18和樣品瓶19並顛倒上下位置，將樣品瓶19朝上、取樣瓶18朝下；[0044]b)打開樣品瓶19下端密封閥和取樣瓶18上端密封閥，樣品液體不斷流入下方取樣瓶18腔體並最終充滿下方取樣瓶18，上方樣品瓶19中富集脫出的氣體；[0045]c)關閉上方已經脫氣樣品瓶19下端的密封閥，卸下脫氣的樣品瓶19。[0046]4)關閉原油、地層水中稀有氣體提取裝置；[0047]a)關閉分子泵4控制面板上「STOP」按鈕，等待LOAD指示燈從最右端運行至最左端，分子泵4停止工作；[0048]b)關閉機械泵11電源開關及真空顯示開關；[0049]c)最後關閉裝置總電源，拔出電源線插頭。[0050]5)原油、地層水脫出氣體中稀有氣體純化處理；[0051]將原油、地層水中脫出氣體的樣品瓶19接入現有的稀有氣體制樣系統(參見「一種惰性氣體萃取和分離的制樣系統及其應用」；申請號為:201010236355.2)的主體部分-「天然氣中稀有氣體制樣裝置」中，利用「天然氣中稀有氣體制樣裝置」的鋯基爐等淨化組件對原油、地層水的脫出氣體進行進一步的稀有氣體富集、純化。[0052]本實用新型原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，實現了對原油、地層水中稀有氣體進行高效的提取、富集和純化，解決了原油、地層水中樣品稀有氣體分析的取樣問題及稀有氣體製備過程中的大氣汙染問題，為後續原油、地層水中稀有氣體組分及同位素分析數據的可靠性及準確性提供了技術支持和保證，對於開展油氣的成因判識、油氣源對比以及油氣成藏期等都具有重要意義。[0053]以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式
，並非用以限定本實用新型的範圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應屬於本實用新型保護的範圍。
權利要求1.一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特徵在於:所述提取裝置包括一抽氣管路，所述抽氣管路一端通過並聯的第一迴路和第二迴路與一機械泵連接；所述抽氣管路另一端順序密封連接有相互串聯的取樣瓶和樣品瓶，所述取樣瓶和樣品瓶兩端分別各設有密封閥；樣品瓶中裝有原油或地層水樣品；所述第一迴路中由抽氣管路至機械泵依次設有第一真空閥門、分子泵、波紋管密封閥門和電阻規；所述第二迴路中設有第二真空閥門。
2.如權利要求1所述的原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特徵在於:所述提取裝置還包括一箱形機架，所述箱形機架由頂板、底板和四周面板構成，正面面板為控制面板；箱形機架底部設有四個支撐滾輪；所述機械泵固定設置在機架底板上；所述分子泵通過支撐法蘭固定於機架的頂板下側。
3.如權利要求2所述的原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特徵在於:所述分子泵上連接有電離規；分子泵的進口通過第一真空閥門與抽氣管路連接，第一真空閥門和抽氣管路設置於頂板上側。
4.如權利要求2所述的原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特徵在於:所述機械泵的進口設有一第二三通，第二三通一端依次連接有吸附阱和一第一三通，第一三通一端連接有所述電阻規，第一三通另一端通過第一波紋管連接於分子泵的出口，所述第一波紋管中設有所述波紋管密封閥門。
5.如權利要求4所述的原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特徵在於:所述第二三通另一端通過第二波紋管連接於所述第二真空閥門，通過第二真空閥門連通於所述抽氣管路；所述第二真空閥門設置於頂板上側。
6.如權利要求1所述的原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特徵在於:所述抽氣管路另一端通過一肩環與相互串聯的取樣瓶和樣品瓶密封連接。
7.如權利要求1所述的原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，其特徵在於:所述取樣瓶和樣品瓶為玻璃瓶，取樣瓶和樣品瓶分別由腔體和兩端玻璃閥體組成。
專利摘要本實用新型為一種原油、地層水中稀有氣體的提取裝置，包括一抽氣管路，抽氣管路一端通過並聯的第一迴路和第二迴路與一機械泵連接；抽氣管路另一端順序密封連接有相互串聯的取樣瓶和樣品瓶，取樣瓶和樣品瓶兩端分別各設有密封閥；樣品瓶中裝有原油或地層水樣品；第一迴路中由抽氣管路至機械泵依次設有第一真空閥門、分子泵、波紋管密封閥門和電阻規；第二迴路中設有第二真空閥門。本實用新型實現了對原油、地層水中稀有氣體進行高效的提取，解決了原油、地層水中樣品稀有氣體分析的取樣問題及稀有氣體製備過程中的大氣汙染問題，為後續原油、地層水中稀有氣體組分及同位素分析數據的可靠性及準確性提供了技術支持和保證。
文檔編號G01N1/24GK203053763SQ20122051810
公開日2013年7月10日 申請日期2012年10月10日 優先權日2012年10月10日
發明者王曉波, 李志生, 王東良, 李劍, 楊春霞, 孫明良, 劉保湘, 國建英, 莫午零, 崔會英 申請人:中國石油天然氣股份有限公司