一种温控循环式有机质生物气化的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及煤层气、页岩气开发技术领域，特别是涉及一种温控循环式有机质生物气化的实验装置与方法。本实用新型专利技术通过温控生物气反应系统、进样循环系统、第一排气厌氧系统、储气循环系统和第二排气厌氧系统组成的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，通过器具灭菌处理、匹配装置、装置安装、启动装置、收集气体和检测气体六个步骤，模拟地层原位微生物降解时的温度和水动力条件；通过控温预热器提供地层反应温度；通过平流泵提供不同水动力流速。生物反应罐体可放直径为42cm的岩心样品，也可以放置块状样品或粉末状样品，样品适用范围更广。本实用新型专利技术操作方法简单，经济成本低，而且模拟结果更接近地层实际情况。

A Thermo-controlled Cyclic Biogasification Device for Organic Matter

【技术实现步骤摘要】
一种温控循环式有机质生物气化的实验装置
本技术涉及煤层气、页岩气开发
，特别是涉及一种温控循环式有机质生物气化的实验装置。
技术介绍
在煤层气、页岩气开发领域中，微生物气化技术具有增产、增渗、再利用的特点，因而在废弃矿区、低煤阶煤和页岩气开发方面具有独特优势。传统观点认为废弃矿区中的预留煤柱和煤层气含量低的低煤阶煤层不具有开采价值，利用微生物气化技术可以将煤或页岩部分有机质转化为生物气，提高储层含气饱和度；微生物降解煤岩、页岩有机质还具有增加储层渗透性的作用。微生物气化技术在提高原油采收率、稠油开采和城市生化垃圾裂解等方面已取得重大进展，但在煤和页岩有机质的生物转化方面还主要停留在实验室研究阶段。目前，生物气化实验装置主要分为两种，一种是厌氧瓶内静置或震荡培养产气，这种方法操作简单、成本较低，可同时培养多个样品，也是目前实验室内模拟生物气产出的主流方法；一种是发酵罐内搅拌培养，可放置大块或大量有机质样品，但是该方法成本较高，主要用于工程实验研究，同时这两种方法均存在一个共性问题，即有机质固样和培养基液样的接触关系为同时静态或同时动态的问题，无法真实的反应地下煤和页岩有机质静止不动，而培养基携带微生物流经有机质的地质条件。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种模拟原始地层温度条件，能提供不同水流速率条件，能够模拟煤层原位不同温度与水流速率地质条件下，微生物降解煤岩生烃作用过程与生烃潜力，以深化其产出机理的实验装置与方法。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，包括温控生物气反应系统、进样循环系统、第一排气厌氧系统、储气循环系统和第二排气厌氧系统；所述的温控生物气反应系统输入端与进样循环系统的输出端连接，进样循环系统的输入端与储气循环系统的输出端连接，储气循环系统的输入端与温控生物气反应系统的输出端连接，所述的第一排气厌氧系统连接在进样循环系统的输入管路上，所述的第二排气厌氧系统与储气循环系统连接。所述的温控生物气反应系统至少包括反应罐体，所述的反应罐体的外侧壁上连接有可分离的控温预热器，反应罐体的输入端连接有可拆卸的密封盖，密封盖上开有进液/气口，进液/气口连接有第一过滤片，温控生物气反应系统通过其进液/气口与进样循环系统连接；反应罐体的输入端的端口连接有密封垫圈；反应罐体的输出端的上部开有出液/气口，出液/气口连接有第二过滤片；反应罐体的输出端的下部开有排液口，排液口上连接第一二通阀；温控生物气反应系统通过其出液/气口与储气循环系统连接。所述的控温预热器包括加热装置、温度传感器、温度显示表和温度控制系统，所述的加热装置连接在反应罐体外侧壁上，加热装置与温度传感器连接，温度传感器与温度显示表连接，温度传感器与温度控制系统连接。所述的加热装置为多组铜线圈组成，铜线圈均匀包裹在反应罐体外侧壁上。所述的进样循环系统包括第一连接导管、第一顶空容器、第一平流泵和第二二通阀；所述的第一连接导管的一端与温控生物气反应系统连接，第一连接导管的另一端从第一顶空容器上表面延伸至第一顶空容器内；第一连接导管上开有第一排气口，第一排气口连接有第二二通阀，第一排气口下方的第一连接导管上连接有第一平流泵。所述的第一排气厌氧系统包括第一高纯惰性气体瓶、第一二通阀、第一减压阀和第二连接导管，所述的第二连接导管的一端通过第一二通阀与进样循环系统连接，第二连接导管的另一端通过第一减压阀与第一高纯惰性气体瓶连接。所述的第二排气厌氧系统包括第二高纯惰性气体瓶、第四二通阀、第二减压阀和第六连接导管；所述的第六连接导管的一端通过第二减压阀与第二高纯惰性气体瓶连接，第六连接导管的另一端通过第四二通阀与储气循环系统连接。所述的储气循环系统包括第二顶空容器、压力表、第二平流泵、第三连接导管、第四连接导管、第五连接导管、第五二通阀、三通阀和第六二通阀；所述的第二顶空容器下部连接第五连接导管的一端，第五连接导管的另一端通过第二平流泵与第三连接导管的一端连接，第三连接导管的另一端与进样循环系统连接，在第三连接导管上开有第二排气口，第二排气口连接有第五二通阀；第四连接导管的下端穿过第二顶空容器的上表面延伸至第二顶空容器内，第四连接导管的上端与温控生物气反应系统连接；第二顶空容器的上表面通过第六二通阀连接有压力表，第二顶空容器的上表面还开有三通阀控制的第一取气口，第二取气口。所述的温控生物气反应系统至少包括反应罐体，所述的反应罐体的外侧壁上连接有可分离的控温预热器，反应罐体的输入端连接有可拆卸的密封盖，密封盖上开有进液/气口，进液/气口连接有第一过滤片，温控生物气反应系统通过其进液/气口与进样循环系统连接；反应罐体的输入端的端口连接有密封垫圈；反应罐体的输出端的上部开有出液/气口，出液/气口连接有第二过滤片；反应罐体的输出端的下部开有排液口，排液口上连接第一二通阀；温控生物气反应系统通过其出液/气口与储气循环系统连接；所述的控温预热器包括加热装置、温度传感器、温度显示表和温度控制系统，所述的加热装置连接在反应罐体外侧壁上，加热装置与温度传感器连接，温度传感器与温度显示表连接，温度传感器与温度控制系统连接；所述的加热装置为多组铜线圈组成，铜线圈均匀包裹在反应罐体外侧壁上；所述的进样循环系统包括第一连接导管、第一顶空容器、第一平流泵和第二二通阀；所述的第一连接导管的一端与温控生物气反应系统中密封盖上所开的进液/气口连接，第一连接导管的另一端从第一顶空容器上表面延伸至第一顶空容器内；第一连接导管上开有第一排气口，第一排气口连接有第二二通阀，第一排气口下方的第一连接导管上连接有第一平流泵；所述的第一排气厌氧系统包括第一高纯惰性气体瓶、第一二通阀、第一减压阀和第二连接导管，所述的第二连接导管的一端通过第一二通阀连接在进样循环系统的第一连接导管上第一排气口的下端，第二连接导管的另一端通过第一减压阀与第一高纯惰性气体瓶连接；所述的第二排气厌氧系统包括第二高纯惰性气体瓶、第四二通阀、第二减压阀和第六连接导管；所述的第六连接导管的一端通过第二减压阀与第二高纯惰性气体瓶连接，第六连接导管的另一端通过第四二通阀与储气循环系统连接；所述的储气循环系统包括第二顶空容器、压力表、第二平流泵、第三连接导管、第四连接导管、第五连接导管、第五二通阀、三通阀和第六二通阀；所述的第二顶空容器下部连接第五连接导管的一端，第五连接导管的另一端通过第二平流泵与第三连接导管的一端连接，第三连接导管的另一端与进样循环系统的第一顶空容器连接，在第三连接导管上开有第二排气口，第二排气口连接有第五二通阀；第四连接导管的下端穿过第二顶空容器的上表面延伸至第二顶空容器内，第四连接导管的上端与温控生物气反应系统中的出液/气口连接；第二顶空容器的上表面通过第六二通阀连接有压力表，第二顶空容器的上表面还开有三通阀控制的第一取气口，第二取气口；第二顶空容器上表面还连接有第二排气厌氧系统中的第六连接导管。有益效果：本技术通过温控生物气反应系统、进样循环系统、第一排气厌氧系统、储气循环系统和第二排气厌氧系统组成的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，通过器具灭菌处理、匹配装置、装置安装、启动装置、收集气体和检测气体六个步骤，模拟地层原位微生物降解时的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：包括温控生物气反应系统、进样循环系统、第一排气厌氧系统、储气循环系统和第二排气厌氧系统；所述的温控生物气反应系统输入端与进样循环系统的输出端连接，进样循环系统的输入端与储气循环系统的输出端连接，储气循环系统的输入端与温控生物气反应系统的输出端连接，所述的第一排气厌氧系统连接在进样循环系统的输入管路上，所述的第二排气厌氧系统与储气循环系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：包括温控生物气反应系统、进样循环系统、第一排气厌氧系统、储气循环系统和第二排气厌氧系统；所述的温控生物气反应系统输入端与进样循环系统的输出端连接，进样循环系统的输入端与储气循环系统的输出端连接，储气循环系统的输入端与温控生物气反应系统的输出端连接，所述的第一排气厌氧系统连接在进样循环系统的输入管路上，所述的第二排气厌氧系统与储气循环系统连接。2.如权利要求1所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的温控生物气反应系统至少包括反应罐体(2)，所述的反应罐体(2)的外侧壁上连接有可分离的控温预热器(1)，反应罐体(2)的输入端连接有可拆卸的密封盖(3)，密封盖(3)上开有进液/气口(5)，进液/气口(5)连接有第一过滤片(6)，温控生物气反应系统通过其进液/气口(5)与进样循环系统连接；反应罐体(2)的输入端的端口连接有密封垫圈(4)；反应罐体(2)的输出端的上部开有出液/气口(7)，出液/气口(7)连接有第二过滤片(8)；反应罐体(2)的输出端的下部开有排液口(9)，排液口(9)上连接第一二通阀(10)；温控生物气反应系统通过其出液/气口(7)与储气循环系统连接。3.如权利要求2所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的控温预热器(1)包括加热装置、温度传感器、温度显示表和温度控制系统，所述的加热装置连接在反应罐体(2)外侧壁上，加热装置与温度传感器连接，温度传感器与温度显示表连接，温度传感器与温度控制系统连接。4.如权利要求3所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的加热装置为多组铜线圈组成，铜线圈均匀包裹在反应罐体(2)外侧壁上。5.如权利要求1所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的进样循环系统包括第一连接导管(11)、第一顶空容器(12)、第一平流泵(13)和第二二通阀(14)；所述的第一连接导管(11)的一端与温控生物气反应系统连接，第一连接导管(11)的另一端从第一顶空容器(12)上表面延伸至第一顶空容器(12)内；第一连接导管(11)上开有第一排气口(23)，第一排气口(23)连接有第二二通阀(14)，第一排气口(23)下方的第一连接导管(11)上连接有第一平流泵(13)。6.如权利要求1所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的第一排气厌氧系统包括第一高纯惰性气体瓶(15)、第一二通阀(28)、第一减压阀(32)和第二连接导管(16)，所述的第二连接导管(16)的一端通过第一二通阀(28)与进样循环系统连接，第二连接导管(16)的另一端通过第一减压阀(32)与第一高纯惰性气体瓶(15)连接。7.如权利要求1所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的第二排气厌氧系统包括第二高纯惰性气体瓶(34)、第四二通阀(29)、第二减压阀(33)和第六连接导管(35)；所述的第六连接导管(35)的一端通过第二减压阀(33)与第二高纯惰性气体瓶(34)连接，第六连接导管(35)的另一端通过第四二通阀(29)与储气循环系统连接。8.如权利要求1所述的一种温控循环式有机质生物气化的实验装置，其特征在于：所述的储气循环系统包括第二顶空容器(17)、压力表(18)、第二平流泵(19)、第三连接导管(20)、第四连接导管(21)、第五连接导管(22)、第五二通阀(30)、三通阀(31)和第六二通阀(36)；所述的第二顶空容器(17)下部连接第五连接导管(22)的一端，第五连接导管(22)的另一端通过第二平流泵(19)与第三连接导管(20)的一端连接，第三连接导管(20)的另一端与进样循环系统连接，在第三连接导管(20)上开有第二排气口(27)，第二排气口(27)连接有第五二...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍园，马东民，方世跃，彭涛，亢松林，常佳宁，安超，王子毓，马天慧，高宇航，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61