[發明專利]一種非常規天然氣含量自動測量儀及測量方法

有效

• 申請號: 201310049522.6
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103149121A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 杜堅;王蘭生;靳濤;仇芝;李農;劉可薇;羅賓;杜燁;張鑒
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司西南油氣田分公司勘探開發研究院;西南石油大學
• 主分類號: G01N7/14
• 分類號: G01N7/14
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種非常規天然氣含量自動測量儀，其特征在于：

它包括解析罐（1）、恒溫水浴箱（2）、集氣量筒（3）、平衡量筒（4）、儲液罐（5）、數據采集及控制系統（6）和上位機（7），集氣量筒（3）下端開口、上端由密封蓋A（8）密封，集氣量筒（3）內設有漂浮片A（9），平衡量筒（4）下端開口、上端由密封蓋B（10）密封，集氣量筒（3）內設有漂浮片B（11），集氣量筒（3）和平衡量筒（4）的下端口均設置于儲液罐（5）的液面以下，解析罐（1）放置于恒溫水浴箱（2）內，解析罐（1）由罐體（13）和密封蓋C（14）組成，密封蓋C（14）上設置溫度變送器（15），密封蓋A（8）上設有光電液位傳感器A（16），密封蓋B（10）上設有光電液位傳感器B（17），導氣管A（18）連通解析罐（1）內部空間與集氣量筒（3）內部空間，導氣管B（19）連通平衡量筒（4）內部空間與外部大氣，導氣管A（18）上設有常開電磁閥（20），導氣管A（18）還連接有放空支氣管（21），放空支氣管（21）上設有常閉電磁閥（22），溫度變送器（15）、光電液位傳感器A（16）、光電液位傳感器B（17）、常開電磁閥（20）、常閉電磁閥（22）和升降裝置（12）的驅動裝置（25）均與數據采集及控制系統（6）電連接，數據采集及控制系統（6）與上位機（7）電連接；

它還包括驅動集氣量筒（3）和平衡量筒（4）與儲液罐（5）作上下相對運動的升降裝置（12）。

2.?根據權利要求1所述的一種非常規天然氣含量自動測量儀，其特征在于：所述的上位機（7）為帶嵌入式系統的工業觸摸屏或計算機。

3.?根據權利要求1所述的一種非常規天然氣含量自動測量儀，其特征在于：所述的集氣量筒（3）和平衡量筒（4）的下端還設置有防護帽（23），防護帽（23）中部設有軸向通孔，通孔的孔徑小于漂浮片A（9）和漂浮片B（11）的外徑。

4.?根據權利要求1所述的一種非常規天然氣含量自動測量儀，其特征在于：所述的升降裝置（12）包括驅動裝置（25）、蝸輪蝸桿機構（26）、絲杠（27）和支座（28），蝸輪蝸桿機構（26）包括相互嚙合的蝸輪和蝸桿，所述的驅動裝置（25）為電機，電機水平設置，電機的輸出軸通過傳動裝置與蝸桿連接，絲桿垂直設置，蝸輪套裝與絲杠（27）上，并與絲杠（27）固定連接，支座（28）固設于儲液罐（5）上，且支座（28）與絲桿通過螺紋裝配為一體，電機與數據采集及控制系統（6）電連接。

5.?根據權利要求1所述的一種非常規天然氣含量自動測量儀，其特征在于：所述的升降裝置（12）包括驅動裝置（25）、蝸輪蝸桿機構（26）、絲杠（27）和支座（28），蝸輪蝸桿機構（26）包括相互嚙合的蝸輪和蝸桿，所述的驅動裝置（25）為電機，電機水平設置，電機的輸出軸通過傳動裝置與蝸桿連接，絲桿垂直設置，蝸輪套裝與絲杠（27）上，并與絲杠（27）固定連接，集氣量筒（3）和平衡量筒（4）固設于支座（28）上，支座（28）與絲桿通過螺紋裝配為一體，電機與數據采集及控制系統（6）電連接。

6.?根據權利要求4或5所述的一種非常規天然氣含量自動測量儀，其特征在于：所述的電機為步進電機或直線電機。

7.?根據權利要求1所述的一種非常規天然氣含量自動測量儀，其特征在于：所述的儲水罐底部設有放水閥（24）。

8.?采用如權利要求1所述的一種非常規天然氣含量自動測量儀的測量方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、測量前設備設置，上位機（7）通過數據采集及控制系統（6）控制常閉電磁閥（22）打開、常開電磁閥（20）關閉，然后通過控制升降裝置（12）的驅動裝置（25）驅動儲液罐（5）上升或驅動集氣量筒（3）和平衡量筒（4）下降，使集氣量筒（3）和平衡量筒（4）內的液位上升，光電液位傳感器A（16）和光電液位傳感器B（17）實時將液位參數傳輸至數據采集及控制系統（6），數據采集及控制系統（6）將采集的參數傳輸至上位機（7），當集氣量筒（3）和平衡量筒（4）內的液位達到設定的液位上限值后，控制升降裝置（12）的驅動裝置（25）停止工作、關閉常閉電磁閥（22）、打開常開電磁閥（20）；

S2、將非常規天然氣儲層試樣置于解析罐（1）內，并將解析罐（1）放入恒溫水浴箱（2）中，該恒溫水浴箱（2）內的溫度由溫度變送器（15）測量，溫度變送器（15）并將該溫度參數傳輸至數據采集及控制系統（6），數據采集及控制系統（6）將采集的參數傳輸至上位機（7）；

S3、含氣量計量，儲層試樣在模擬井下溫度環境下不斷析出天然氣，天然氣通過導氣管A（18）和常開電磁閥（20）后進入集氣量筒（3），使集氣量筒（3）內液位下降，同時，也使平衡量筒（4）和儲液罐（5）內的液位隨之上升，集氣量筒（3）和平衡量筒（4）內的漂浮片均隨液位變化而移動；光電液位傳感器A（16）和光電液位傳感器B（17）實時將液位參數傳輸至數據采集及控制系統（6），數據采集及控制系統（6）將采集的參數傳輸至上位機（7），上位機（7）根據測得的集氣量筒（3）和平衡量筒（4）的液位差，控制升降裝置（12）的驅動裝置（25）驅動儲液罐（5）下降或驅動集氣量筒（3）和平衡量筒（4）上升，使平衡量筒（4）內的液位逐漸降低，當上位機（7）檢測到集氣量筒（3）與平衡量筒（4）內的液位差小于設定精度時，控制升降裝置（12）的驅動裝置（25）停止工作，集氣量筒（3）內的氣壓重新與外界大氣壓相等；當集氣量筒（3）內的液位達到預設的下限液位時，關閉常開電磁閥（20），待上位機（7）控制升降裝置（12）的驅動裝置（25）停止工作即集氣量筒（3）內的氣壓與外界大氣壓相等時，集氣量筒（3）此時的液位相對于初始液位對應的量筒容積差即為試樣的出氣量，上位機（7）根據測量和記錄的集氣量筒（3）內的液位變化值，完成一次含氣量計量；完成一次含氣量計量后，上位機（7）通過數據采集及控制系統（6）控制常閉電磁閥（22）打開、常開電磁閥（20）關閉，然后通過控制升降裝置（12）的驅動裝置（25）驅動儲液罐（5）上升或驅動集氣量筒（3）和平衡量筒（4）下降，使集氣量筒（3）和平衡量筒（4）內的液位上升，當集氣量筒（3）和平衡量筒（4）內的液位達到設定的液位上限值后，控制升降裝置（12）的驅動裝置（25）停止工作、關閉常閉電磁閥（22）、打開常開電磁閥（20），即可開始第二次計量；

S4、重復步驟S3，直至儲層試樣停止析出天然氣或達到設置的測量時間；

S5、上位機（7）自動累積計算出儲層試樣的總含氣量。