高溫高壓下頁(yè)巖氣含氣量測(cè)試采集和計(jì)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到石油天然氣和勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，特別是高溫高壓下頁(yè)巖氣含氣量測(cè)試采集和計(jì)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]頁(yè)巖氣是一種賦存在頁(yè)巖中，自生自儲(chǔ)的非常規(guī)天然氣資源，評(píng)價(jià)其富集程度的一個(gè)重要參數(shù)為頁(yè)巖氣含氣量。要有效地評(píng)價(jià)某地區(qū)的是否具有工業(yè)化的前景，必須準(zhǔn)確的測(cè)試含氣量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，這些含氣量數(shù)據(jù)用于儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、資源評(píng)價(jià)和生產(chǎn)預(yù)測(cè)。為此必須了解頁(yè)巖含氣量，含氣量測(cè)試設(shè)備是提供這種數(shù)據(jù)的惟一工具。由于中國(guó)頁(yè)巖儲(chǔ)層埋藏深，地層壓力大，3%-5%的孔隙度條件下，頁(yè)巖氣中孔隙中的氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于吸附在孔隙表面的氣量，但是常規(guī)的頁(yè)巖氣含氣量分析儀器都是基于煤層氣含氣量測(cè)試方法，不符合頁(yè)巖特殊的性質(zhì)。因此，頁(yè)巖氣氣量測(cè)試設(shè)備在勘探開(kāi)發(fā)中就顯得非常重要。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外頁(yè)巖氣含氣量測(cè)定方法是與煤層氣含氣量測(cè)試方法一樣的現(xiàn)場(chǎng)解吸方法。其理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)證據(jù)是，煤巖中的氣體在早期解吸過(guò)程中的釋放速度與時(shí)間的平方根成正比，在井筒中提升過(guò)程所損失的氣體可以據(jù)此計(jì)算，總含氣量則是早期的損失氣加上解吸氣和殘余氣量之和。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)外含氣量測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置主要有全自動(dòng)含氣量測(cè)定儀(美國(guó)Terratek公司制造)和國(guó)產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)含氣量測(cè)定設(shè)備。在含氣量采集和計(jì)量方法上有兩種方法，一種是排水計(jì)氣法，其操作步驟1、讓解吸出的天然氣憋在解吸罐里達(dá)到一定時(shí)間或者一定壓力；2、測(cè)試第一個(gè)樣品時(shí)，打開(kāi)解吸罐閥門(mén)將解吸出的天然氣導(dǎo)入充滿水的帶刻度玻璃管頂部，推動(dòng)玻璃管里的水流出，等排完氣后讀取玻璃管里氣體占據(jù)的體積，如何關(guān)閉第一個(gè)解吸罐的閥門(mén)。測(cè)試用一個(gè)體積測(cè)試管通過(guò)倒罐方式分別測(cè)試數(shù)十個(gè)樣品的含氣量；3、測(cè)試第二個(gè)樣品之前要把玻璃管里面的水再次充滿，重復(fù)以上測(cè)試步驟。一個(gè)儀器之配備一個(gè)玻璃管，這樣需要反復(fù)的充水一實(shí)驗(yàn)一充水，對(duì)煤層氣的解吸或者孔隙壓力已經(jīng)下降的頁(yè)巖氣比較適用。但是如果對(duì)于高壓下的頁(yè)巖氣含氣量測(cè)試方法，由于孔隙壓力高，前期解吸速度快，一個(gè)玻璃管計(jì)量器很難滿足解吸測(cè)試要求。另一種方法是用氣體質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量解吸出的天然氣，由于后期解吸速度慢，質(zhì)量流量計(jì)的精度難以達(dá)到測(cè)試要求。因此，迫切需要研發(fā)一種高孔隙壓力下頁(yè)巖氣含氣量采集和計(jì)量實(shí)驗(yàn)裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是:克服以上兩種含氣量測(cè)試設(shè)備排水計(jì)氣方法的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種高溫高壓下頁(yè)巖氣含氣量測(cè)試設(shè)備，能夠解決以下問(wèn)題:
[0006](I)能夠開(kāi)展頁(yè)巖氣現(xiàn)場(chǎng)解吸工作，頁(yè)巖氣區(qū)域評(píng)價(jià)、儲(chǔ)氣能力提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0007](2)能夠同時(shí)對(duì)30個(gè)頁(yè)巖氣樣品同時(shí)測(cè)定，提高了試驗(yàn)效率。
[0008]本實(shí)用新型解決高壓下含氣量測(cè)試采取的技術(shù)方案是:
[0009]一種高溫高壓下頁(yè)巖氣含氣量測(cè)試采集和計(jì)量裝置，其包括:儲(chǔ)水罐(2)、放置儲(chǔ)水罐
[0010](2)的箱子(1)、導(dǎo)管(3)、硅膠管(4)、L型支架(5)、稱重傳感器(6)、掛鉤(7)、集水袋(8)、信號(hào)線(9)、放大器及A/D轉(zhuǎn)換器(10)、計(jì)算機(jī)(11)、和直流電源(12);
[0011]所述多個(gè)儲(chǔ)水罐(2)設(shè)置在箱子(I)中，在儲(chǔ)水罐(2)的頂部安裝有兩個(gè)導(dǎo)管
(3)，保持導(dǎo)管(3)與儲(chǔ)水罐(2)的密封，左側(cè)的導(dǎo)管(3)與解吸罐連接，右側(cè)的導(dǎo)管(3)下部連接第一硅膠管(4)垂到儲(chǔ)水罐(2)的底部，右側(cè)的導(dǎo)管(3)上部連接第二硅膠管(4)到集水袋(8)，集水袋(8)通過(guò)掛鉤(7)掛在稱重傳感器(6)上，稱重傳感器固定在L型支架(5)上，L行支架(5)固定在箱子(I)的頂部邊緣上，稱重傳感器的信號(hào)線(9)連接到放大器及A/D轉(zhuǎn)換器(10)上，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的信號(hào)通過(guò)信號(hào)線(9)與計(jì)算機(jī)(11)連接，直流電源
[12]與稱重傳感器連接，給傳感器供電。
[0012]其中，所述箱子⑴的尺寸為:長(zhǎng)80cm，寬40cm，高40cm ;儲(chǔ)水罐⑵的直徑為5-15cm，高度為10-50cm ;儲(chǔ)水罐(2)為亞克力材質(zhì)；導(dǎo)管(3)為不銹鋼管；L型支架(5)為不銹鋼；稱重傳感器(6)的量程為3如，0024￥供電，0-101111^輸出；集水袋(8)為塑料；直流電源(12)為24V直流電源。
[0013]依據(jù)本實(shí)用新型的高溫高壓下頁(yè)巖氣含氣量測(cè)量采集計(jì)量新裝置是由天然氣收集及測(cè)量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)自動(dòng)采集組成。其中計(jì)算機(jī)采集處理系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)處理軟件和數(shù)據(jù)的輸入輸出；天然氣收集及測(cè)量系統(tǒng)包括儲(chǔ)水罐、收集袋、稱重傳感器、數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換器。本實(shí)用新型其特征是解吸出的天然氣在密閉的儲(chǔ)水罐頂部形成微小壓力，推動(dòng)水進(jìn)入掛在稱重傳感器上的集水袋，集水袋產(chǎn)生重量變化被傳感器檢測(cè)到，傳感器信號(hào)被傳輸?shù)紸/D轉(zhuǎn)換器，形成數(shù)值信號(hào)，數(shù)值信號(hào)被計(jì)算機(jī)采集。本實(shí)用新型的原理是利用物質(zhì)平衡原理，I毫升氣體占據(jù)的體積等于I克水的重量，水的重量很容易計(jì)量，把計(jì)量氣體體積轉(zhuǎn)化為計(jì)量水的重量，大大提高測(cè)試精度，可以實(shí)現(xiàn)多樣品同時(shí)連續(xù)采集。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]提供一種多達(dá)30個(gè)樣品的頁(yè)巖含氣量解吸測(cè)量收集和計(jì)量新裝置。該裝置采用物質(zhì)平衡原理和重力分異作用原理，巧妙的將氣體體積的計(jì)量轉(zhuǎn)化為水的重量計(jì)量，極大地提高測(cè)試精度。本實(shí)用新型通過(guò)車(chē)載系統(tǒng)運(yùn)往勘探現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)頁(yè)巖解吸出的天然氣開(kāi)展勘探現(xiàn)場(chǎng)解吸實(shí)驗(yàn)，可以測(cè)定和研宄不同地區(qū)含氣性特征、含氣量分布規(guī)律和勘探潛力能力。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是依據(jù)本實(shí)用新型的高溫高壓下頁(yè)巖氣含氣量測(cè)試采集和計(jì)量裝置示意圖。
[0017]圖中，
[0018]1-放置儲(chǔ)水罐2的不銹鋼箱子(該箱子尺寸長(zhǎng)80cm，寬40cm，高40cm，可分兩排共容納10個(gè)儲(chǔ)水罐)；
[0019]2 一儲(chǔ)水罐(直徑15cm，亞克力材質(zhì));
[0020]3 —導(dǎo)管(外徑3mm，內(nèi)徑2mm、不銹鋼管);
[0021]4 一娃膠管(外徑4mm，內(nèi)徑3mm)；
[0022]5 — L型支架(不銹鋼材質(zhì)，長(zhǎng)80cm，寬5cm，高1cm)；
[0023]6 一稱重傳感器(為S型稱重傳感器，量程3Kg，DC24V供電，O-1OmmV輸出)；
[0024]7 —掛鉤；
[0025]8 一集水袋(容量1000ml，塑料材質(zhì))；
[0026]9 一信號(hào)線；
[0027]10 一放大器及A/D轉(zhuǎn)換器；
[0028]11 一計(jì)算機(jī)及軟件；
[0029]12 —直流電源(24V)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031]高溫高壓下頁(yè)巖氣含氣量采集和計(jì)量新裝置的連接方式如下:把儲(chǔ)水罐2放入不銹鋼箱子I中，在2的頂部裝兩個(gè)導(dǎo)管3，保持3與儲(chǔ)水罐的密封，左側(cè)的導(dǎo)管與解吸罐(不再本實(shí)用新型中，屬于成熟設(shè)備)連接，右側(cè)的導(dǎo)管下部連接一根管線4垂到儲(chǔ)水罐底部，右側(cè)導(dǎo)管上部連接一根管線4到集水袋8，集水袋8通過(guò)掛鉤7掛在稱重傳感器6上，稱重傳感器固定在L型支架5上，L行支架固定在箱子I的頂部邊緣上，稱重傳感器的信號(hào)線連接到放大器及A/D轉(zhuǎn)換器10上，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的信號(hào)通過(guò)信號(hào)線9與計(jì)算機(jī)11連接，直流電源12與稱重傳感器連接，給傳感器供電。
[0032]高溫高壓下頁(yè)巖氣含氣量采集和計(jì)量新裝置的工作方式如下:從解吸罐過(guò)來(lái)的天然氣通過(guò)儲(chǔ)水罐頂部左側(cè)的導(dǎo)管3進(jìn)入儲(chǔ)水罐，由于氣體的密度小于水的密度，天然氣聚集在儲(chǔ)水罐的頂部，形成微小的壓力，高壓力驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)水罐力的水從垂到儲(chǔ)水罐底部的軟管經(jīng)儲(chǔ)水罐底部右側(cè)的導(dǎo)管流出，進(jìn)入集水袋，集水袋進(jìn)水后產(chǎn)生重量變化，稱重傳感器感知到重量的變化，產(chǎn)生電壓信號(hào)O-lOmmV，電壓信號(hào)輸出到放大器及A/D轉(zhuǎn)換器上，經(jīng)過(guò)放大和轉(zhuǎn)換的信號(hào)變成0-10V的數(shù)值信號(hào)，傳輸個(gè)計(jì)算機(jī)，被計(jì)算機(jī)中運(yùn)行的采集軟件讀取，寫(xiě)成文件，保存下來(lái)。
[0033]依據(jù)上述原理，建立了一臺(tái)高溫高壓下頁(yè)巖含氣量測(cè)試采集和計(jì)量新裝置，成功開(kāi)展了現(xiàn)場(chǎng)解吸實(shí)驗(yàn)工作。在某頁(yè)巖氣含氣量項(xiàng)目中與常規(guī)分析方法對(duì)比表明該儀器裝置不但能夠順利完成現(xiàn)場(chǎng)30個(gè)樣品同時(shí)解吸工作，所提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可信，可以快捷方便地測(cè)定含氣量，比常規(guī)含氣量解吸方法得到的數(shù)據(jù)更方便，儀器操作性更強(qiáng)。
[0034]在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，鉆取出的天然氣從頁(yè)巖巖心中解吸出來(lái)并計(jì)量其累計(jì)產(chǎn)出量。通過(guò)采集數(shù)據(jù)，檢測(cè)天然氣產(chǎn)出量從而確定頁(yè)巖氣含氣量。本實(shí)用新型主要由計(jì)算機(jī)、儲(chǔ)水罐、稱重傳感器、集水袋、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成，可同時(shí)采集30個(gè)樣品的測(cè)試數(shù)據(jù)。利用該實(shí)用新型可對(duì)鉆取的煤巖或頁(yè)巖巖心進(jìn)行含氣量分析，為頁(yè)巖氣資源評(píng)價(jià)，儲(chǔ)層評(píng)價(jià)和產(chǎn)能分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等。結(jié)果可以評(píng)價(jià)一個(gè)地區(qū)頁(yè)巖氣資源潛力和勘探前景，而成為一種具有實(shí)用性的新設(shè)計(jì)，適用于頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域推廣使用。
[0035]此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)在不脫離本實(shí)用新型的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見(jiàn)的。示例性的實(shí)施例僅僅是例證性的，而不是對(duì)本實(shí)用新型的范圍的限制，本實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求定義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高溫高壓下頁(yè)巖氣含氣量測(cè)試采集和計(jì)量裝置，其特征在于包括:儲(chǔ)水罐(2)、放置儲(chǔ)水罐(2)的箱子(1)、導(dǎo)管(3)、硅膠管(4)、L型支架(5)、稱重傳感器(6)、掛鉤(7)、集水袋(8)、信號(hào)線(9)、放大器及A/D轉(zhuǎn)換器(10)、計(jì)算機(jī)(11)、和直流電源(12); 所述多個(gè)儲(chǔ)水罐(2)設(shè)置在箱子(I)中，在儲(chǔ)水罐(2)的頂部安裝有兩個(gè)導(dǎo)管(3)，保持導(dǎo)管(3)與儲(chǔ)水罐(2)的密封，左側(cè)的導(dǎo)管(3)與解吸罐連接，右側(cè)的導(dǎo)管(3)下部連接第一硅膠管(4)垂到儲(chǔ)水罐(2)的底部，右側(cè)的導(dǎo)管(3)上部連接第二硅膠管(4)到集水袋(8)，集水袋(8)通過(guò)掛鉤(7)掛在稱重傳感器(6)上，稱重傳感器固定在L型支架(5)上，L行支架(5)固定在箱子(I)的頂部邊緣上，稱重傳感器的信號(hào)線(9)連接到放大器及A/D轉(zhuǎn)換器(10)上，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換的信號(hào)通過(guò)信號(hào)線(9)與計(jì)算機(jī)(11)連接，直流電源(12)與稱重傳感器連接，給傳感器供電。
2.如權(quán)利要求1所述的高溫高壓下頁(yè)巖氣含氣量測(cè)試采集和計(jì)量裝置儲(chǔ)水罐，其特征在于:所述箱子(I)的尺寸為:長(zhǎng)80cm，寬40cm，高40cm ;儲(chǔ)水罐(2)的直徑為5_15cm，高度為10-50cm ;儲(chǔ)水罐(2)為亞克力材質(zhì)；導(dǎo)管(3)為不銹鋼管；L型支架(5)為不銹鋼；稱重傳感器(6)的量程為3如，0024￥供電，0-101111^輸出；集水袋⑶為塑料；直流電源(12)為24V直流電源。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高溫高壓下頁(yè)巖氣含氣量測(cè)試采集和計(jì)量裝置，其包括：儲(chǔ)水罐(2)、放置儲(chǔ)水罐(2)的箱子(1)、導(dǎo)管(3)、硅膠管(4)、L型支架(5)、稱重傳感器(6)、掛鉤(7)、集水袋(8)、信號(hào)線(9)、放大器及A/D轉(zhuǎn)換器(10)、計(jì)算機(jī)(11)、和直流電源(12)；本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的含氣量測(cè)試設(shè)備排水計(jì)氣方法的缺點(diǎn)，能夠開(kāi)展頁(yè)巖氣現(xiàn)場(chǎng)解吸工作，頁(yè)巖氣區(qū)域評(píng)價(jià)、儲(chǔ)氣能力提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，能夠同時(shí)對(duì)30個(gè)頁(yè)巖氣樣品同時(shí)測(cè)定，提高了試驗(yàn)效率。
【IPC分類(lèi)】G01N5-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204330517
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520016031
【發(fā)明人】郭梅
【申請(qǐng)人】郭梅
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日