专利名称：岩石解析气高真空脱气集气装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油气地球化学领域中的解析气脱气集气装置，尤其涉及岩石解析气高真空脱气集气装置。
背景技术：
岩石孔隙表面的原子或离子存在剩余价力场，具有吸附气体或液体的能力，天然气在扩散运移过程中，不断被吸附，形成岩石吸附气，借助于各种物理方法使之从岩石吸附态转化为游离态并予以收集，在油气地球化学领域称之为解析气。解析气的研究对于天然气成因判识、气源对比、运移成藏、烃源岩和储层评价，以及煤层气、页岩气、致密砂岩气等非常规天然气热点研究领域，均具有十分重要的理论和实际意义。目前，国内的解析气脱气集气装置主要分为两类，一类为以水为密闭介质的脱气·集气装置系统，另一类为真空脱气附加排水集气的装置系统。这两类装置均存在如下缺点⑴脱气装置的容积的限制，进样量被限制在50克以下，导致可获取的解析气气量小；⑵由于水介质的存在，两类装置均为低真空、高本底、高漏率系统，获取的解析气中烃类浓度低，无法使用常规手段对解析气的组份和同位素组成进行测试分析。一般需要对解析气进行富集才能对其组份组成进行测试，增加了测试难度和成本。特别是，解析气的同位素组成测试在现有装置基础上很难实现；⑶集气装置均以水为密闭介质，由于可获取的岩石解析气数量小，集气装置中的水会对解析气的组份及同位素组成影响，影响了岩石解析气在天然气地球化学领域的研究与应用；⑷现有的真空脱气装置的在长时间的运行过程中，岩石受撞击温度迅速升高，使岩石受热分解产生一定量的热解气，从而影响了解析气组份和同位素组成，覆盖了岩石解析气的原始面貌；(5)现有装置无法准确对脱附的解析气气量进行测量和计算。上述缺点直接影响了解析气组份和同位素组成数据的准确性和可靠性。此外，国外解析气脱气集气装置报道极少，无从借鉴和参考，严重制约了解析气在天然气地球化学领域的应用和研究。因此，必须设计研发更为科学合理的解析气脱气集气装置，确保获取的解析气的组份和同位素组成不受影响，为解析气的研究与应用打下科学可靠的实验基础，填补国内解析气集气脱气装置设计研发的空白，从而改变解析气在天然气地球化学研究领域的相对滞后的局面。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种有效提高解析气的组份和同位素组成数据的准确性和可靠性的岩石解析气高真空脱气集气装置。为解决上述问题，本实用新型所述的岩石解析气高真空脱气集气装置，其特征在于该装置由脱气装置和集气装置两部分组成；所述脱气装置包括内置不锈钢球的不锈钢罐体和气体压力检测装置；所述不锈钢罐体上部设有不锈钢密封盖，该不锈钢密封盖上分别设有解析气采集口、真空泵连接口及所述气体压力检测装置；所述集气装置包括玻璃罐体、端部设有密封活塞的推杆和针管；所述玻璃罐体的一端设有所述推杆，其另一端设有所述针管；所述密封活塞置于所述玻璃罐体内。所述不锈钢罐体呈上大下小的圆柱形。所述不锈钢罐体与所述不锈钢密封盖之间设有凹凸真空法兰连接，该凹凸真空法兰连接上均布有数个紧固螺丝，其相接处设有真空法兰密封。所述解析气采集口与所述真空泵连接口上均安装有不锈钢真空阀门。所述玻璃罐体与所述针管之间设有密封装置。本实用新型与现有 技术相比具有以下优点I、本实用新型样品适用范围广，烃源岩(包括泥岩、煤岩、页岩、碳酸盐岩等)的岩心、岩屑以及地表露头，三类样品的解析气提取实验均取得了较好的效果。2、获取的解析气气量大。现有技术中的装置要求样品介于2(T50g之间，并需预先粉碎为颗粒，以便装入密闭容器进行实验，人为减少了可收集到的解析气气量。而本实用新型进样量较大，一般为100g 200g，大块样品直接装入解析罐进行实验，无需预粉碎处理，最大程度上避免了解析气的人为损失。3、密闭性好，真空度高。现有技术中的装置一般具有低真空、闻本底、闻漏率的缺点，获取的解析气混有较多数量的空气而使烃类气体相对含量降低，从而达不到正常测试分析的要求。而本实用新型具有极好的密闭性，真空度高，样品始终处于高真空、低本底、低漏率的实验环境中。一般情况下，装置真空度介于10_4 10_5标准大气压，即本实用新型中的大气含量仅有O. 00019Γ0. 00001%，获取的解析气受大气污染的影响完全可以忽略不计。4、真空破碎时间短，温度低。现有技术中的解析气真空脱气装置，在真空破碎样品的过程中，装置温度迅速升高，有可能使样品受热分解产生一定量的热解气，造成获取的解析气测试数据失真。而本实用新型样品真空破碎时间:Γ5分钟，破碎后样品温度介于40°C 50°C，获取的解析气不受“热解气”的影响，确保了测试数据的准确性和代表性。5、采用无水集气装置。现有技术中的装置无论是以水为密闭介质的脱气集气装置系统，还是真空脱气附加排水集气的装置系统，均以排水集气法收集解析气，无法避免水对解析气组份和同位素组成的影响，而本实用新型采用无水集气装置收集解析气，最大程度上避免了排水集气法对解析气组份及同位素组成的干扰。利用无水集气装置获取的解析气气量最高可达3ml左右，完全满足了相关分析测试的要求。6、通过对不同岩心样品进行解析气提取实验，用以验证本实用新型的科学性和可靠性。结果表明⑴如表I所示，获取的解析气主要以烃类气体及二氧化碳气体为主，烃类气体相对百分含量最高可达到80%以上，可稳定检测出δ 13C广δ 13C3数据，部分样品检测出δ 13C δ 13C5数据，所含地化信息丰富，完全满足了解析气地球化学研究和应用的需要，填补了国内解析气装置研发的空白；⑵如图4所示，结合实际地质背景分析表明，解析气中的烃类气体碳同位素值对其烃源岩类型及成熟度的判识结果，与运用有机地球化学和岩石学对同一烃源岩的类型和成熟度的判识结果具有极好一致性，表明解析气与相应源岩具有极好的亲缘关系；同时从另一方面也有力的反证新建立的方法可行性和科学性；⑶如图5所示，第一次用勘探区自然源岩样品解析气实测的δ 13C1值和同一源岩实测的R。值回归的IgR0 vs S13C1表达式，这对地学研究是很有意义的。也就是说，借助新建立的装置和方法用实验地质学的手段建立一个工作区的精细油气源对比的模式，并以此为插入点扩展到更深层次的研究一些油气地学关键性问题，如油气的成因类型、油气运移和成藏、区域烃源岩的准确识别、区域内油气的潜力乃至油气勘探方向等都会提供极有价值的科学信息。[0022]表I岩石解析气测试数据一览表
权利要求1.岩石解析气高真空脱气集气装置，其特征在于该装置由脱气装置和集气装置两部分组成；所述脱气装置包括内置不锈钢球(2)的不锈钢罐体(I)和气体压力检测装置(8)；所述不锈钢罐体(I)上部设有不锈钢密封盖(4)，该不锈钢密封盖(4)上分别设有解析气采集口(6)、真空泵连接口(7)及所述气体压力检测装置(8);所述集气装置包括玻璃罐体(11)、端部设有密封活塞(12)的推杆(13)和针管(15);所述玻璃罐体(11)的一端设有所述推杆(13)，其另一端设有所述针管(15);所述密封活塞(12)置于所述玻璃罐体(11)内。
2.如权利要求I所述的岩石解析气高真空脱气集气装置，其特征在于所述不锈钢罐体(I)呈上大下小的圆柱形。
3.如权利要求I所述的岩石解析气高真空脱气集气装置，其特征在于所述不锈钢罐体(I)与所述不锈钢密封盖(4)之间设有凹凸真空法兰连接，该凹凸真空法兰连接上均布有数个紧固螺丝(5 )，其相接处设有真空法兰密封(3 )。
4.如权利要求I所述的岩石解析气高真空脱气集气装置，其特征在于所述解析气采集口( 6 )与所述真空泵连接口( 7 )上均安装有不锈钢真空阀门(9 )。
5.如权利要求I所述的岩石解析气高真空脱气集气装置，其特征在于所述玻璃罐体(11)与所述针管(15)之间设有密封装置(14)。
专利摘要本实用新型涉及一种岩石解析气高真空脱气集气装置，该装置由脱气装置和集气装置两部分组成。所述脱气装置包括内置不锈钢球的不锈钢罐体和气体压力检测装置；所述不锈钢罐体上部设有不锈钢密封盖，该不锈钢密封盖上分别设有解析气采集口、真空泵连接口及所述气体压力检测装置；所述集气装置包括玻璃罐体、端部设有密封活塞的推杆和针管；所述玻璃罐体的一端设有所述推杆，其另一端设有所述针管；所述密封活塞置于所述玻璃罐体内。本实用新型样品适用范围广，获取的解析气气量大、真空破碎时间短、温度低，有效提高解析气的组份和同位素组成数据的准确性和可靠性。
文档编号G01N1/24GK202793863SQ20122049837
公开日2013年3月13日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者史宝光, 王晓锋 申请人:中国科学院地质与地球物理研究所兰州油气资源研究中心