一种用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置，包括反应室、温度维持部件、抽取真空部件、监测部件、充注部件、注水部件、气体收集部件、压力平衡部件和调节部件，温度维持部件包裹反应室设置，抽取真空部件、监测部件、充注部件、注水部件、气体收集部件、压力平衡部件分别与反应室相连设置，调节部件固定反应室和压力平衡部件。通过上述方式，本发明专利技术能使实验在密闭条件下进行，维持各个阶段所需的温度并监测压力变化；模拟了页岩气释放过程中的流体环境；可密封储存释放的页岩气，并随时定量抽取释放的页岩气样品；适合对粒度较小的页岩样品进行实验，能对各种粒度的各类页岩样品进行实验。

A simulation experimental device for carbon isotope analysis of shale gas release process

【技术实现步骤摘要】
一种用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置
本专利技术涉及页岩样品处理
，特别是涉及一种用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置。
技术介绍
页岩气开发一直是全球能源研究领域关注的热点，从大量的实践经验来看，页岩放气过程的碳同位素分馏特征取决于页岩气在地下的赋存状态与页岩孔隙介质特征。为了研究这种相关性并且建立相应模型，需进行页岩气释放过程的物理模拟实验。因此通过对于页岩气分馏特征的分析则可以判识页岩气的地质甜点属性，相关研究是目前页岩勘探技术研究的重点和热点所在。该物理模拟实验装置需要实现以下几点功能：1、能够在不同压力下将甲烷气体充注进入页岩岩屑，并保持一定的压力平衡时间；2、能够将包含气的页岩样品快速转移至放气室，监测页岩气放气全过程；3、实时记录页岩的放气量；4、能够收集页岩气不同阶段释放的气体以做同位素或其他相关分析。传统的模拟页岩气释放过程的方法的代表为“一种页岩散失的模拟装置和方法”的专利技术专利，公开（公告）号：CN108693068A。通过对密封筒内的页岩样品抽取真空、灌入甲烷、最终收集页岩样品释放的气体，实现了对放气过程压力变化的监测。但将此装置用于同位素样品的制取时，由于气体同位素极易分馏，且对压力、流体有特殊要求，该模拟装置和方法存在以下问题：1、该装置无法对压力进行调节，当压力较大时会一定程度地抑制页岩气的释放，干扰页岩气释放过程。2、该装置无法模拟地质条件下、钻探过程中和岩屑罐中页岩的流体条件，真实的页岩气释放过程应有水等流体的参与。3、该装置仅能监测页岩气释放过程的压力变化，无法直接测量放气量，且无法对释放的页岩气进行定量抽取、放空，导致后续的测量时无法还原页岩气同位素的动态变化过程。4、用胶套（17）包裹样品（18）并贴合高压筒体（16）的样品处理结构不合理，页岩渗透率较低时，高压筒体内的挤压容易造成被胶套包裹的样品四个面抽真空和页岩气释放不充分。且无法处理页岩岩屑等粒度较小的页岩样品。综上，传统的模拟装置和模拟方法无法满足上述研究的需要。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置，模拟了页岩放气过程中的流体环境和恒定的压力，保证了严格的水密性和气密性，并设计了储存和采集释放的页岩气的机构。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置，包括反应室、温度维持部件、抽取真空部件、监测部件、充注部件、注水部件、气体收集部件、压力平衡部件和调节部件，所述温度维持部件包裹所述反应室设置，所述抽取真空部件、所述监测部件、所述充注部件、所述注水部件、所述气体收集部件、所述压力平衡部件分别与所述反应室相连设置，所述调节部件固定所述反应室和所述压力平衡部件。在本专利技术一个较佳实施例中，所述反应室包括反应室壳体和样品固定件，所述样品固定件设置在所述反应室壳体的内部。在本专利技术一个较佳实施例中，所述温度维持部件包括水浴加热器，所述水浴加热器维持所述反应室的温度。在本专利技术一个较佳实施例中，所述抽取真空部件包括真空泵，所述真空泵与所述反应室相连设置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述监测部件包括压力表，所述压力表与所述反应室相连设置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述充注部件包括甲烷气瓶，所述甲烷气瓶与所述反应室相连设置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述注水部件包括水源和供水管路，所述水源与所述反应室通过所述供水管路相连设置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述气体收集部件包括气体收集室和取样垫，所述气体收集室与所述反应室相连设置，所述取样垫卡扣于所述气体收集室的孔洞上，所述取样垫为E型设置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述压力平衡部件包括连接管、配液管和活塞，所述配液管与所述连接管相连设置，所述连接管与所述反应室相连设置，所述活塞设置在所述配液管内，所述活塞为工字型设置。在本专利技术一个较佳实施例中，所述调节部件包括支撑架、调节螺丝、固定夹、限位轴承、固定环和基座，所述支撑架竖直设置在所述基座上，所述固定环套设于所述支撑架上，所述调节螺丝穿过所述固定环设置，所述限位轴承与所述固定环固定设置，所述固定夹固定于所述限位轴承上。本专利技术的有益效果是：一、装置具备将样品抽取真空、向样品充注气体、向反应室注水等功能，并使其在密闭条件下进行，维持各个阶段所需的温度并监测压力变化；二、装置内压力保持近似恒定；三、模拟了页岩气释放过程中的流体环境；四、可密封储存释放的页岩气，并随时定量抽取释放的页岩气样品；五、适合对粒度较小的页岩样品进行实验，能对各种粒度的各类页岩样品进行实验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是本专利技术的用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置一较佳实施例的结构示意图；图2是图1所述用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置中气体收集部件的结构示意图；图3是图1所述用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置中压力平衡部件的结构示意图；图4是图1所述用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置中调节部件的结构示意图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。提供一种用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置，包括反应室、温度维持部件、抽取真空部件、监测部件、充注部件、注水部件、气体收集部件、压力平衡部件和调节部件，所述温度维持部件包裹所述反应室设置，所述抽取真空部件、所述监测部件、所述充注部件、所述注水部件、所述气体收集部件、所述压力平衡部件分别与所述反应室相连设置，所述调节部件固定所述反应室和所述压力平衡部件。所述反应室用于放置进行页岩气释放过程碳同位素分析的样品，所述反应室包括反应室壳体和样品固定件，所述样品固定件设置在所述反应室壳体的内部。所述反应室壳体包括反应室外壳4、反应室内壳5和盖体25，所述反应室外壳4套设于所述反应室内壳5的外部，所述盖体25盖于所述反应室外壳4和所述反应室内壳5的上部。所述样品固定件包括滤网6和网袋10，所述网袋10放置在所述滤网6上，所述滤网6固定设置在所述反应室内，所述网袋10内装有样品。所述反应室为密闭容器，所述滤网6为硬质滤网，所述网袋10为纱网袋，样品放置在所述网袋10内并将所述网袋10绑在所述滤网6上，使得样品固定在所述滤网6上，能够有效防止样品即页岩碎屑在所述反应室内扰动并进入到管路中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置，其特征在于，包括反应室、温度维持部件、抽取真空部件、监测部件、充注部件、注水部件、气体收集部件、压力平衡部件和调节部件，所述温度维持部件包裹所述反应室设置，所述抽取真空部件、所述监测部件、所述充注部件、所述注水部件、所述气体收集部件、所述压力平衡部件分别与所述反应室相连设置，所述调节部件固定所述反应室和所述压力平衡部件。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置，其特征在于，包括反应室、温度维持部件、抽取真空部件、监测部件、充注部件、注水部件、气体收集部件、压力平衡部件和调节部件，所述温度维持部件包裹所述反应室设置，所述抽取真空部件、所述监测部件、所述充注部件、所述注水部件、所述气体收集部件、所述压力平衡部件分别与所述反应室相连设置，所述调节部件固定所述反应室和所述压力平衡部件。


2.根据权利要求1所述的用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置，其特征在于，所述反应室包括反应室壳体和样品固定件，所述样品固定件设置在所述反应室壳体的内部。


3.根据权利要求1所述的用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置，其特征在于，所述温度维持部件包括水浴加热器，所述水浴加热器维持所述反应室的温度。


4.根据权利要求1所述的用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置，其特征在于，所述抽取真空部件包括真空泵，所述真空泵与所述反应室相连设置。


5.根据权利要求1所述的用于页岩气释放过程碳同位素分析的模拟实验装置，其特征在于，所述监测部件包括压力表，所述压力表与所述反应室相连设置。


6.根据权利要求1所述的用于页岩气释放...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿煜扬，张焕旭，朱地，彭宇，伍鹏程，仰云峰，李行，李子杭，徐志尧，
申请(专利权)人：苏州冠德能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32