[實用新型]一種天然氣水合物鉆探現場巖心氣體的采集系統

有效

• 申請號: 201320218098.9
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN203216761U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 趙省民;鄧堅;饒竹;陸程;苗忠英;劉晨
• 申請（專利權）人: 中國地質調查局油氣資源調查中心
• 主分類號: G01N1/22
• 分類號: G01N1/22
• 代理公司: 北京五月天專利商標代理有限公司 11294
• 代理人: 王振華

技術領域

本實用新型涉及氣體采集領域，更具體的涉及一種天然氣水合物鉆探現場巖心氣體的采集系統。?

背景技術

天然氣水合物是一種高密度（1?m³可釋放164?m³的甲烷）的清潔能源，是全球煤、石油、天然氣等常規能源資源總和的2倍，已引起全球許多國家的高度關注。鉆探過程中，巖心釋放氣體量的大小，是現場快速判斷水合物存在與否的關鍵參數之一。因此，水合物鉆井巖心現場快速采氣裝置，是鉆探現場氣體采集、測量、進而快速判識水合物的重要基礎裝備。

經過文獻檢索，目前國內外天然氣水合物鉆井巖心氣體采集方法，主要有頂空氣法和靜置排氣法。前者主要用于采集巖心（或巖屑）中的氣體，后者則用于采集水合物巖心的氣體，具體方法如下：

1、頂空氣法，具體操作是：將5cm長的巖心樣品稱重并裝入配有隔墊的金屬罐中，加水使金屬罐與樣品之間充滿水，上部留有一定的空間位置（100ml），水中加入2.3g的殺菌劑（sodium?azide），然后把樣品和水密封起來，倒置冷藏及運輸，送到實驗室后，將冷藏的樣品溫度恢復到20℃，再行5分鐘的高速機械振蕩，然后取一定量的容器頂部空間氣體（15ml）進行烴成分和同位素分析。該方法采用常溫機械振蕩方式釋放氣體，優點是：野外操作簡單、快捷；缺點是：（1）隨著水合物的分解及氣體釋放，金屬罐內的壓力越來越大，抑制了水合物的分解，導致氣體釋放不完全；（2）分解釋放出的烴類氣體混入了金屬罐頂部預留空間的空氣，造成一系列分析誤差。

2、靜置排水法，具體操作是：選擇含量較高且肉眼可見的水合物巖心樣品，將其浸沒在水下，水合物分解釋放的氣體，用置換水法將釋放出的氣體收集到可用瓶塞密封的玻璃容器中，或暫時收集于60ml的塑料注射器內，然后導入專用的玻璃瓶中封存。該方法采用常溫下自然靜置釋放，排水取氣，優點是野外操作簡單，排除了空氣的影響；缺點是：（1）靜置自然釋放速度較慢；（2）樣品分解釋放受環境溫度影響較大，使得水合物分解程度不一，氣體釋放量誤差較大。

綜上所述，現有技術中存在的以上兩種方法均具有野外操作簡單的優點，但也都具有分解速度慢、效率低、不完全，以及易受環境溫度影響等缺點，而且還可能受到空氣混入污染的影響。?

發明內容

本實用新型為克服上述現有技術中的不足，提供一套能夠用于天然氣水合物鉆探現場巖心中烴類氣體的快速采集系統，該采集系統具備材質優良、操作簡便、工作效率高和收集氣體樣品質量好的優點。

本實用新型的具體技術方案如下：

一種天然氣水合物鉆探現場巖心氣體的采集系統，包括集氣罐、水浴恒溫箱、震動臺和集氣瓶，所述水浴恒溫箱放置于所述震動臺上，所述集氣罐包括可拆分和密封連接的罐體和罐體蓋，采用所述采集系統采集巖心氣體時，裝有巖心樣品的罐體與罐體蓋在水浴恒溫箱的恒溫飽和鹽水環境下密封連接，且所述集氣瓶在恒溫飽和鹽水環境下連接于罐體蓋的集氣出口。

進一步的根據本實用新型所述的采集系統，其中所述罐體為上端開口、下端封閉的筒式結構，開口端用于放入巖心樣品和注入飽和鹽水，開口端外壁設有兩個以上的密封圈卡槽，且在所述密封圈卡槽內嵌有密封圈。

進一步的根據本實用新型所述的采集系統，其中所述罐體蓋為套裝在罐體開口端的可拆卸式集氣和導氣裝置，并通過所述密封圈與所述罐體形成滑動式密封連接。

進一步的根據本實用新型所述的采集系統，其中所述罐體蓋下部為圓筒狀、中部為圓臺狀、上部為圓管狀，且罐體蓋下部圓筒內壁直徑略大于所述罐體開口端外壁直徑，罐體蓋中部圓臺內壁光滑，罐體蓋上部圓管作為集氣導管伸入倒置的集氣瓶中。

進一步的根據本實用新型所述的采集系統，其中在所述集氣導管的底部設置有集氣導管開關，在所述集氣導管開關之上的集氣導管外壁設置有三個以上的集氣瓶托架，通過固定螺絲將所述集氣瓶扣卡固定于所述集氣瓶托架上，并保證所述集氣導管伸入所述集氣瓶內且其外壁與集氣瓶內壁間留有間隙。

進一步的根據本實用新型所述的采集系統，其中所述水浴恒溫箱包括水槽、集氣罐卡槽和溫度控制面板，所述水槽用于盛放飽和鹽水，所述集氣罐卡槽設置于所述水槽內，用于固定集氣罐，所述溫度控制面板設置于水槽外壁面上，用于自動調節水槽內的鹽水溫度。

進一步的根據本實用新型所述的采集系統，其中所述震動臺包括減震器、震動臺托盤、震動臺控制開關和震動臺基座，所述震動臺托盤通過減震器設置于震動臺基座上，所述震動臺控制開關用于控制震動臺托盤的震動，水浴恒溫箱卡扣于所述震動臺托盤的臺面上。