烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置和实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置和实验方法，其中，实验装置包括导热盘、冷却盘、可转动托盘和步进电机，导热盘、冷却盘和可转动托盘由上至下间隔设置，在导热盘、冷却盘上分别均布开设有多个石英管插孔，在可转动托盘上开设有一个石英管掉落孔，导热盘的中心嵌入安装有一加热棒，在导热盘上靠近其中一个石英管插孔处嵌入安装有一温控热电偶，在冷却盘的上下两侧面上固定安装有半导体制冷元件，加热棒、温控热电偶、半导体制冷元件、步进电机分别与一控制器相连接。采用本发明专利技术实验装置进行的自动取样方法，利用实验装置的自动取样功能，可以免除人工取样的繁琐步骤，提高工作效率及实验精度。

【技术实现步骤摘要】
烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置和实验方法
本专利技术涉及一种实验装置，尤其涉及一种烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置和实验方法。
技术介绍
在石油地球化学研究领域，需要对烃源岩进行一定温度时间控制下的加热，使样品受热产生油气。常用的做法是把样品封装在石英管中，对一系列的多个石英管（如12个）分别加热不同的温度和时间，根据不同温度时间的样品的油气产率，利用专业软件可以计算出烃源岩的生烃动力学参数。在实验过程中，需要人工将12个石英管在不同的时间脱离加热炉体停止加热，如果用人工操作，需要操作者长时间的守候在设备旁，稍有失误则会导致实验数据不准确，实验失败。实验采用的石英管长度200毫米，外径6毫米，顶端事先已烧熔封死，留有下部开放以便充填样品和石英纤维。如图1所示，实验前，在石英管100上部充填有岩石粉末101，样品充填区下部有一个拉细的瓶颈102，此瓶颈上部充填有石英纤维103，以防止样品在瓶颈102处散落。在充填好样品和石英棉后，将石英管下部连接真空泵，抽真空后将下端熔封，完成的装有样品的石英管制作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的技术上的不足，提供一种工作效率高、操作方便、实验结果准确的烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置和实验方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置，其特征在于：包括导热盘、冷却盘、可转动托盘和输出轴与可转动托盘固定连接的步进电机，导热盘、冷却盘和可转动托盘由上至下间隔设置，在导热盘、冷却盘上分别均布开设有多个石英管插孔，且导热盘、冷却盘上的石英插孔位置一一对应，在可转动托盘上开设有一个石英管掉落孔，导热盘的中心嵌入安装有一加热棒，在导热盘上靠近其中一个石英管插孔处嵌入安装有一温控热电偶，在冷却盘的上下两侧面上固定安装有半导体制冷元件，加热棒、温控热电偶、半导体制冷元件、步进电机分别与一控制器相连接。进一步地，本专利技术还包括有一可套装在导热盘外侧的保温套。进一步地，所述导热盘为耐热钢材料制成的圆柱状结构。所述冷却盘由紫铜材料制成。进一步地，所述导热盘、冷却盘上的石英插孔分别设有12个。本专利技术还提供一种烃源岩石英管热模拟自动取样实验方法，采用上述烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置，包括如下步骤：（1）制作好装有样品的多个石英管；并确认可转动托盘上的石英管掉落孔在初始位置，同时设置自动取样的参数，包括步进电机的转动角度、取样温度；（2）将石英管分别由导热盘的石英插孔装入，穿过冷却盘上的石英插孔后，底部与可转动托盘接触，石英管内装有样品的部分置于导热盘内；（3）、启动冷却盘的半导体制冷元件，当温度达到5℃时执行下一步；（4）、启动加热棒进行加热；（5）当温控热电偶监测到的温度达到第一个石英管的取样温度时，步进电机旋转一定角度，使石英管掉落孔对准第一支石英管的位置，石英管下落，脱离加热区；（6）、继续加热，直至温度达到第二支石英管的取样温度，重复步骤(5)；（7）、依此类推，直至所有石英管全部下落，关闭加热棒、半导体制冷元件，步进电机复位至初始位置，热模拟自动取样实验结束。进一步地，在设置取样温度前，先进行热电偶监测温度的校正，具体校正过程如下：先利用一支上部开口的石英管，将另一支温控热电偶插入石英管的样品中，在实际加热过程中对比石英管内外两支温控热电偶的温度数据差异，记录该差异并在温度设定时加以校正。本专利技术的有益效果是：采用本专利技术的结构及方法，利用本专利技术中的自动取样功能，可以免除人工取样的繁琐步骤，提高工作效率及实验精度，实验成本低、实验周期短。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。图1为本专利技术中装有样品的石英管的结构示意图。图2为本专利技术烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置的结构示意图。图3为本专利技术中导热盘的结构示意图。图4为本专利技术中冷却盘的结构示意图。图5为本专利技术中可转动托盘的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本专利技术一种烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置，包括导热盘1、冷却盘2、可转动托盘3、步进电机4、加热棒5、温控热电偶6和半导体制冷元件7，步进电机4的输出轴与可转动托盘固定连接。导热盘1、冷却盘2和可转动托盘3由上至下间隔设置，导热盘1、冷却盘2、步进电机4分别安装在支撑架（图中未示出）上。在导热盘1上开设有多个第一石英管插孔11，冷却盘2上开设有多个第二石英管插孔21，导热盘1和冷却盘2安装后，第一石英管插孔11、第二石英管插孔21位置一一对应。在可转动托盘3上开设有一个石英管掉落孔31和一个安装轴孔32，步进电机4的输出轴穿过安装轴孔并与紧固螺母连接，如此可将可转动托盘3固定连接在步进电机4的输出轴上。在导热盘1中心上开设有用于容纳安装加热棒5的第一安装孔12，导热盘1上靠近其中一个石英管插孔处开设有用于容纳安装温控热电偶6第二安装孔13，加热棒5、温控热电偶6分别嵌入安装在第一安装孔12、第二安装孔13内。在冷却盘2的上下两侧面上固定安装有半导体制冷元件7。实验时，每根石英管100由第一石英插孔11装入，穿过第二石英插孔21后，底部与可转动托盘3接触。加热棒5、温控热电偶6、半导体制冷元件7、步进电机4分别与一控制器相连接。控制器可以采用单片机控制器或PLC控制器。进一步地，本专利技术还包括有一可套装在导热盘外侧的保温套8。通过设置保温套，能够提供加热效率进一步地，所述导热盘1为耐热钢材料制成的圆柱状结构。所述冷却盘2由紫铜材料制成。具体的，所述导热盘1、冷却盘2上的石英插孔分别设有12个。当然，对于石英插孔的数量，可以根据实际需要设置。本专利技术还提供一种烃源岩石英管热模拟自动取样实验方法，采用上述烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置，包括如下步骤：（1）制作好装有样品的12个石英管；并确认可转动托盘上的石英管掉落孔在初始位置，同时设置自动取样的参数，包括步进电机的转动角度、取样温度；（2）将石英管分别由导热盘的石英插孔装入，穿过冷却盘上的石英插孔后，底部与可转动托盘接触，石英管内装有样品的部分置于导热盘内；（3）、启动冷却盘的半导体制冷元件，当温度达到5℃时执行下一步；（4）、启动加热棒进行加热；（5）当温控热电偶监测到的温度达到第一个石英管的取样温度时，步进电机旋转一定角度，使石英管掉落孔对准第一支石英管的位置，石英管下落，脱离加热区；（6）、继续加热，直至温度达到第二支石英管的取样温度，重复步骤(5)；（7）、依此类推，直至所有石英管全部下落，关闭加热棒、半导体制冷元件，步进电机复位至初始位置，热模拟自动取样实验结束。进一步地，在设置取样温度前，先进行热电偶监测温度的校正，具体校正过程如下：先利用一支上部开口的石英管，将另一支温控热电偶插入石英管的样品中，在实际加热过程中对比石英管内外两支温控热电偶的温度数据差异，记录该差异并在温度设定时加以校本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置，其特征在于：包括导热盘、冷却盘、可转动托盘和输出轴与可转动托盘固定连接的步进电机，导热盘、冷却盘和可转动托盘由上至下间隔设置，在导热盘、冷却盘上分别均布开设有多个石英管插孔，且导热盘、冷却盘上的石英插孔位置一一对应，在可转动托盘上开设有一个石英管掉落孔，导热盘的中心嵌入安装有一加热棒，在导热盘上靠近其中一个石英管插孔处嵌入安装有一温控热电偶，在冷却盘的上下两侧面上固定安装有半导体制冷元件，加热棒、温控热电偶、半导体制冷元件、步进电机分别与一控制器相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置，其特征在于：包括导热盘、冷却盘、可转动托盘和输出轴与可转动托盘固定连接的步进电机，导热盘、冷却盘和可转动托盘由上至下间隔设置，在导热盘、冷却盘上分别均布开设有多个石英管插孔，且导热盘、冷却盘上的石英插孔位置一一对应，在可转动托盘上开设有一个石英管掉落孔，导热盘的中心嵌入安装有一加热棒，在导热盘上靠近其中一个石英管插孔处嵌入安装有一温控热电偶，在冷却盘的上下两侧面上固定安装有半导体制冷元件，加热棒、温控热电偶、半导体制冷元件、步进电机分别与一控制器相连接。


2.根据权利要求1所述的烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置，其特征在于：还包括有一可套装在导热盘外侧的保温套。


3.根据权利要求1所述的烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置，其特征在于：所述导热盘为耐热钢材料制成的圆柱状结构。


4.根据权利要求1所述的烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置，其特征在于：所述冷却盘由紫铜材料制成。


5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的烃源岩石英管热模拟自动取样实验装置，其特征在于：所述导热盘、冷却盘上的石英插孔分别设有12个。


6.一种烃源岩石英管热模拟自动取样实验方法，采...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金钟，王强，翁翠，李勇，杨筱，彭平安，
申请(专利权)人：中国科学院广州地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44