岩石样品研磨与分离装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种岩石样品研磨与分离装置与方法，该装置包括：壳体，设置在所述壳体中的研磨机，所述研磨机包括本体，所述本体中活动地设置有研磨粒，所述本体具有旋转轴，所述本体能绕着所述旋转轴旋转，带动所述研磨粒研磨岩石样品；所述本体具有进料口和出料口，所述壳体与所述进料口之间形成有能开合的进料通道；气体装置，通过管线与所述本体相连通，用于向所述本体的岩石样品吹送气体；清洁装置，通过管线与所述本体相连通，用于向所述本体供入清洗液；与所述出料口相连通的岩石分离系统，所述岩石分离系统包括不同目数的筛网。本发明专利技术能够高效、安全、可控地研磨出目标岩石样品。

Equipment and method for grinding and separating rock samples

【技术实现步骤摘要】
岩石样品研磨与分离装置与方法
本专利技术涉及石油地质实验
，尤其涉及一种岩石样品研磨与分离装置与方法。
技术介绍
本部分的描述仅提供与本专利技术公开相关的背景信息，而不构成现有技术。页岩油气是重要的非常规油气资源。目前页岩油气的勘探开发正处于飞速发展状态中。页岩油气主要储集在页岩储层的孔隙中，页岩储层中孔隙的发育程度是页岩具有良好含油气性的基本前提。对于页岩储层来说，油气的储集空间主要集中在1μm以下的孔隙中。常规的岩心描述、薄片分析等手段无法对这种尺度的孔隙进行描述，往往需要借助X射线衍射、氮气吸附、二氧化碳吸附、甲烷等温吸附等实验测试手段来确定页岩岩石储层的组构特征和储集性能。而做这些实验均需要粉末状岩石，并且不同实验需要的岩石目数均不相同。为了针对不同的实验制备特定目数的岩石样品，一般需要针对不同的实验进行多次岩石研磨与筛选，才能获得相应的岩石样品。目前，油气行业内现有的岩石研磨机以离心式研磨机为主。该研磨机工作时通过主轴带动多个不同尺寸的金属制圆环进行离心式转动，通过离心力将页岩岩石研磨为粉末状样品。国内页岩油气勘探过程中重点研究的目的层页岩硅质含量或钙质含量较高，岩石硬度均较大。而现有的实验室用研磨机在研磨高硬度页岩时，经常出现页岩岩石研磨不彻底，所获得的粉末数量不满足实验要求的情况。在利用研磨机获得一定数量的粉末后，需要对粉末中包含的不同目数的岩石进行分离。现有的不同目数的岩石分离主要通过不同目数的筛网实现。筛选的过程一般由实验员人工进行筛选，将不同目数的筛网进行叠置，通过振动来获得不同目数的岩石样品。总的来说，现有的岩石样品的获取技术在使用过程中存在以下几个问题：1、目前我国开采较成功的页岩中，海相页岩以五峰—龙马溪组页岩为代表，陆相页岩以延长组页岩为代表，其中高产量的海相页岩中硅质含量较高，高产量的陆相页岩中碳酸盐含量较高。而硅质、钙质的高含量均会导致页岩岩石硬度增大，在使用已有方法与装置进行研磨的过程中，常出现研磨不充分、样品损失量大等情况，不利于实验的开展。2、现有方法和装置并不能将岩石研磨和岩石分离两个过程结合起来，只能分别进行研磨和筛选两个过程，需求的时间、工作量均较大，实验效率低下。3、采用现有方法与装置进行实验过程中，如果在研磨与筛选两个过程之间相隔时间较久，已研磨的页岩粉末会与大气中氧气、水蒸气等物质发生反应，发生吸水作用或遭受氧化作用，破坏页岩本身性质，导致后续实验结果产生偏差。4、现有的岩石样品的获取技术由于大多为开放式，无外部设备保护，在研磨和筛选过程中会产生大量的粉尘和碎石，会对实验人员有造成身体损伤的危险，也会对大气环境造成污染。
技术实现思路
为了克服现有技术中的至少一个缺陷，本专利技术提供了一种岩石样品研磨与分离装置与方法，能够高效、安全、可控地研磨出目标岩石样品。本申请实施方式公开了一种岩石样品研磨与分离装置，该岩石样品研磨与分离装置包括：壳体，设置在所述壳体中的研磨机，所述研磨机包括本体，所述本体中活动地设置有研磨粒，所述本体具有旋转轴，所述本体能绕着所述旋转轴旋转，带动所述研磨粒研磨岩石样品；所述本体具有进料口和出料口，所述壳体与所述进料口之间形成有能开合的进料通道；气体装置，通过管线与所述本体相连通，用于向所述本体的岩石样品吹送气体；清洁装置，通过管线与所述本体相连通，用于向所述本体供入清洗液；与所述出料口相连通的岩石分离系统，所述岩石分离系统包括不同目数的筛网。在一个优选的实施方式中，所述本体呈中空的圆柱体，所述本体的内壁上设置有尖锐凸起。在一个优选的实施方式中，所述研磨粒在所述本体的壁面对岩石样品碰撞时产生的动能计算公式如下：上式中：n表示所述本体的转速；nc表示所述本体的临界转速；ψ表示转速率；m表示研磨粒的质量，R表示所述本体半径。在一个优选的实施方式中，所述本体的转速为下述中任意一种：150r/min、300r/min、450r/min。在一个优选的实施方式中，所述研磨料为具有预定直径的不锈钢钢球粒，所述钢球粒的直径、材质均相同，所述钢球粒的直径为10cm。在一个优选的实施方式中，所述岩石分离系统包括：设置在所述出料口下方的支撑装置，所述筛网通过可拆卸的方式设置在所述支撑装置内。在一个优选的实施方式中，所述清洁装置设置有水泵，所述水泵推送的流体包括：蒸馏水、乙醇、四氯甲烷中的至少一种，所述水泵的注入流体速度大于等于0.01m3/min。在一个优选的实施方式中，所述气体装置吹送的气体包括：空气、氦气、氮气、二氧化碳、或氩气中的至少一种，所述气体装置的注气压力大于等于0.1MPa，所述气体装置的注气速率大于等于0.1m3/min。在一个优选的实施方式中，所述岩石样品研磨与分离装置还包括回收系统，所述岩石分类系统的一端与所述出料口相连通，另一端与所述回收系统相连通。一种基于上述所述的岩石样品研磨与分离装置的岩石样品研磨与分离方法，所述方法包括：开启研磨机，获取岩石的破碎程度，在所述研磨机研磨一定时长后，基于所述岩石的破碎程度，开启气体装置，向所述研磨机中开始注气，将破碎后的岩石向岩石分离系统中推进；获取所述岩石样品的研磨状况，当没有明显块状岩石时，增大所述气体装置的进气量，将研磨获得的岩石样品推送进岩石分离系统；当所述研磨机中没有岩石样品时，关闭所述研磨机，所述气体装置维持注气一定时长后，在关闭所述气体装置，所述岩石分离系统的筛网中取出不同目数的岩石样品；开启清洁装置和研磨机，清洗所有滞留和残余的页岩粉末。本专利技术的特点和优点是：本专利技术提供一种岩石样品研磨与分离装置与方法，利用该装置进行实验操作时，可以在短时间内自动完成页岩岩石样品研磨与筛选两个流程，并且可以防止实验过程中热量的累积对页岩岩石性质的影响，保证了实验结果的准确度。同时也简化实验流程，降低了成本，提高了页岩岩石实验的时效性和准确性。自动的筛选与清洗过程也可减少实验室的粉尘污染碎屑危害，提高了作业的安全性。附图说明图1为本申请一种实施方式中的岩石样品研磨与分离装置装配示意图：图2为本申请一种实施方式中的岩石样品研磨与分离装置中研磨机的内部结构示意图；图3为本申请所提供的一种岩石样品研磨与分离装置工作原理的结构示意图；图4为本申请所提供的一种岩石样品研磨与分离方法的步骤流程图。附图标记说明：1、壳体；2、研磨机；3、钢球粒；4、气体装置；5、水泵；6、岩石分离系统；7、筛网；8、回收系统；9、岩石样品；10、外部支撑装置；11、进样口；12、供气阀；13、供液阀；14、筛网安装控制开关；15、气孔；16、传动轴；17、凸起；18、样品收集槽；19、连接件。具体实施方式结合附图和本专利技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本专利技术的细节。但是，在此描述的本专利技术的具体实施方式，仅用于解释本专利技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本专利技术的限制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩石样品研磨与分离装置，其特征在于，包括：/n壳体，/n设置在所述壳体中的研磨机，所述研磨机包括本体，所述本体中活动地设置有研磨粒，所述本体具有旋转轴，所述本体能绕着所述旋转轴旋转，带动所述研磨粒研磨岩石样品；所述本体具有进料口和出料口，所述壳体与所述进料口之间形成有能开合的进料通道；/n气体装置，通过管线与所述本体相连通，用于向所述本体的岩石样品吹送气体；/n清洁装置，通过管线与所述本体相连通，用于向所述本体供入清洗液；/n与所述出料口相连通的岩石分离系统，所述岩石分离系统包括不同目数的筛网。/n

【技术特征摘要】
1.一种岩石样品研磨与分离装置，其特征在于，包括：
壳体，
设置在所述壳体中的研磨机，所述研磨机包括本体，所述本体中活动地设置有研磨粒，所述本体具有旋转轴，所述本体能绕着所述旋转轴旋转，带动所述研磨粒研磨岩石样品；所述本体具有进料口和出料口，所述壳体与所述进料口之间形成有能开合的进料通道；
气体装置，通过管线与所述本体相连通，用于向所述本体的岩石样品吹送气体；
清洁装置，通过管线与所述本体相连通，用于向所述本体供入清洗液；
与所述出料口相连通的岩石分离系统，所述岩石分离系统包括不同目数的筛网。


2.如权利要求1所述的岩石样品研磨与分离装置，其特征在于，所述本体呈中空的圆柱体，所述本体的内壁上设置有尖锐凸起。


3.如权利要求1所述的岩石样品研磨与分离装置，其特征在于，所述研磨粒在所述本体的壁面对岩石样品碰撞时产生的动能计算公式如下：



上式中：n表示所述本体的转速；nc表示所述本体的临界转速；ψ表示转速率；m表示研磨粒的质量，R表示所述本体半径。


4.如权利要求3所述的岩石样品研磨与分离装置，其特征在于，所述本体的转速为下述中任意一种：150r/min、300r/min、450r/min。


5.如权利要求3所述的岩石样品研磨与分离装置，其特征在于，所述研磨料为具有预定直径的不锈钢钢球粒，所述钢球粒的直径、材质均相同，所述钢球粒的直径为10cm。


6.如权利要求1所述的岩石样品研磨与分离装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：高之业，薛子鑫，姜振学，范毓鹏，王鑫，熊书苓，李慧，玄麒祥，成雨，梁祝，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11