[發明專利]巖石解析氣高真空脫氣集氣裝置

無效

• 申請號: 201210365450.1
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103698166A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 史寶光;王曉鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所蘭州油氣資源研究中心
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 李艷華

技術領域

本發明涉及油氣地球化學領域中的解析氣脫氣集氣裝置，尤其涉及巖石解析氣高真空脫氣集氣裝置。

背景技術

巖石孔隙表面的原子或離子存在剩余價力場，具有吸附氣體或液體的能力，天然氣在擴散運移過程中，不斷被吸附，形成巖石吸附氣，借助于各種物理方法使之從巖石吸附態轉化為游離態并予以收集，在油氣地球化學領域稱之為解析氣。解析氣的研究對于天然氣成因判識、氣源對比、運移成藏、烴源巖和儲層評價，以及煤層氣、頁巖氣、致密砂巖氣等非常規天然氣熱點研究領域，均具有十分重要的理論和實際意義。

目前，國內的解析氣脫氣集氣裝置主要分為兩類，一類為以水為密閉介質的脫氣集氣裝置系統，另一類為真空脫氣附加排水集氣的裝置系統。這兩類裝置均存在如下缺點：⑴脫氣裝置的容積的限制，進樣量被限制在50克以下，導致可獲取的解析氣氣量小；⑵由于水介質的存在，兩類裝置均為低真空、高本底、高漏率系統，獲取的解析氣中烴類濃度低，無法使用常規手段對解析氣的組份和同位素組成進行測試分析。一般需要對解析氣進行富集才能對其組份組成進行測試，增加了測試難度和成本。特別是，解析氣的同位素組成測試在現有裝置基礎上很難實現；⑶集氣裝置均以水為密閉介質，由于可獲取的巖石解析氣數量小，集氣裝置中的水會對解析氣的組份及同位素組成影響，影響了巖石解析氣在天然氣地球化學領域的研究與應用；⑷現有的真空脫氣裝置的在長時間的運行過程中，巖石受撞擊溫度迅速升高，使巖石受熱分解產生一定量的熱解氣，從而影響了解析氣組份和同位素組成，覆蓋了巖石解析氣的原始面貌；⑸現有裝置無法準確對脫附的解析氣氣量進行測量和計算。

上述缺點直接影響了解析氣組份和同位素組成數據的準確性和可靠性。此外，國外解析氣脫氣集氣裝置報道極少，無從借鑒和參考，嚴重制約了解析氣在天然氣地球化學領域的應用和研究。因此，必須設計研發更為科學合理的解析氣脫氣集氣裝置，確保獲取的解析氣的組份和同位素組成不受影響，為解析氣的研究與應用打下科學可靠的實驗基礎，填補國內解析氣集氣脫氣裝置設計研發的空白，從而改變解析氣在天然氣地球化學研究領域的相對滯后的局面。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種有效提高解析氣的組份和同位素組成數據的準確性和可靠性的巖石解析氣高真空脫氣集氣裝置。

為解決上述問題，本發明所述的巖石解析氣高真空脫氣集氣裝置，其特征在于：該裝置由脫氣裝置和集氣裝置兩部分組成；所述脫氣裝置包括內置不銹鋼球的不銹鋼罐體和氣體壓力檢測裝置；所述不銹鋼罐體上部設有不銹鋼密封蓋，該不銹鋼密封蓋上分別設有解析氣采集口、真空泵連接口及所述氣體壓力檢測裝置；所述集氣裝置包括玻璃罐體、端部設有密封活塞的推桿和針管；所述玻璃罐體的一端設有所述推桿，其另一端設有所述針管；所述密封活塞置于所述玻璃罐體內。

所述不銹鋼罐體呈上大下小的圓柱形。

所述不銹鋼罐體與所述不銹鋼密封蓋之間設有凹凸真空法蘭連接，該凹凸真空法蘭連接上均布有數個緊固螺絲，其相接處設有真空法蘭密封。

所述解析氣采集口與所述真空泵連接口上均安裝有不銹鋼真空閥門。

所述玻璃罐體與所述針管之間設有密封裝置。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、本發明樣品適用范圍廣，烴源巖（包括泥巖、煤巖、頁巖、碳酸鹽巖等）的巖心、巖屑以及地表露頭，三類樣品的解析氣提取實驗均取得了較好的效果。

2、獲取的解析氣氣量大。

現有技術中的裝置要求樣品介于20~50g之間，并需預先粉碎為顆粒，以便裝入密閉容器進行實驗，人為減少了可收集到的解析氣氣量。而本發明進樣量較大，一般為100g~200g，大塊樣品直接裝入解析罐進行實驗，無需預粉碎處理，最大程度上避免了解析氣的人為損失。

3、密閉性好，真空度高。

現有技術中的裝置一般具有低真空、高本底、高漏率的缺點，獲取的解析氣混有較多數量的空氣而使烴類氣體相對含量降低，從而達不到正常測試分析的要求。而本發明具有極好的密閉性，真空度高，樣品始終處于高真空、低本底、低漏率的實驗環境中。一般情況下，裝置真空度介于10^-4~10^-5標準大氣壓，即本發明中的大氣含量僅有0.0001%~0.00001%，獲取的解析氣受大氣污染的影響完全可以忽略不計。

4、真空破碎時間短，溫度低。