一种页岩有机碳含量测量系统及其测量方法技术方案

一种页岩有机碳含量测量系统，包括稀盐酸配置装置、反应装置、燃烧装置和二氧化碳浓度测定装置，稀盐酸配置装置的出液口与反应装置的进液口连接，燃烧装置的出气端与反应装置的进气端连接，反应装置的出气端与二氧化碳浓度测定装置的进气端连接。本发明专利技术能避免常规测定过程中的操作误差、实现对页岩中的无机碳去除、充分氧化页岩样品中的有机碳、测定准确。充分氧化页岩样品中的有机碳、测定准确。充分氧化页岩样品中的有机碳、测定准确。

【技术实现步骤摘要】
一种页岩有机碳含量测量系统及其测量方法


[0001]本专利技术涉及页岩有机碳含量测定
，具体的说，涉及一种页岩有机碳含量测量系统及其测量方法。

技术介绍

[0002]页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天燃气，是由沉积在土壤里的有机质转化形成。页岩气的世界储量极为丰富，全球页岩气资源约为456万亿立方米，中国的页岩气探明储量是15万亿立方米，页岩气勘探较晚，目前尚未完全对全国页岩气进行勘探。页岩天然气具有储量大，开采时间长，流量稳定的特点，以目前的消耗水平，可以使用数百年。
[0003]页岩生气的取决于页岩样品中的有机碳总含量，因此通常将页岩中有机碳的丰度作为评价其生气潜能的重要因素，即总有机碳含量越高，页岩吸附气体的能力越强。有机质中的微孔隙对气体具有较强的吸附能力，同时烃类气体在沥青质体中的溶解作用也增加了页岩对气体的吸附作用。页岩对天然气的吸附能力与页岩中的总有机碳含量成正比，因此准确测定页岩中有机碳含量，是对页岩气的储量和产气能力的重要评价手段，此外页岩的成藏特征、成藏条件、页岩含气量等方面具有重要意义。
[0004]为了精确对页岩中有机碳含量进行测定，必须保证页岩中无机碳去除的彻底和有机碳氧化的充分，此外还需避免常规测定过程中的操作误差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种页岩有机碳含量测量系统及其测量方法，本专利技术能避免常规测定过程中的操作误差、实现对页岩中的无机碳去除、充分氧化页岩样品中的有机碳、测定准确。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种页岩有机碳含量测量系统，包括稀盐酸配置装置、反应装置、燃烧装置和二氧化碳浓度测定装置，稀盐酸配置装置的出液口与反应装置的进液口连接，燃烧装置的出气端与反应装置的进气端连接，反应装置的出气端与二氧化碳浓度测定装置的进气端连接。
[0007]稀盐酸配置装置包括储气罐、盐酸罐、清水罐和混合罐，储气罐、盐酸罐、清水罐和混合罐由左至右依次排列布置，储气罐内储存有高压气体，储气罐的侧壁上部出气口与混合罐的侧壁上部进气口之间连接有第一管路，盐酸罐的顶部出液口与混合罐的侧壁上部盐酸进液口之间连接有第二管路，清水罐的顶部出液口与混合罐的侧壁上部清水进液口之间连接有第三管路，第一管路上由左至右依次设置有第一截止阀、第一进气分支管、第二进气分支管和第二截止阀，第一进气分支管的出气端与盐酸罐的顶部进气口连接，第二进气分支管的出气端与清水罐的顶部进气口连接，第一进气分支管上设置有第一溢流阀，第二进气分支管上设置有第二溢流阀，第二管路上设置有第三截止阀，第三管路上设置有第四截止阀，混合罐的顶板上表面固定连接有电机支座，电机支座上固定安装有第一减速电机，混
合罐内同中心转动设置有搅拌轴，第一减速电机的动力轴与混合罐的中心线重合，第一减速电机的动力轴下端穿过混合罐的顶板并伸入到混合罐中，第一减速电机的动力轴与混合罐的顶板之间转动连接，第一减速电机的动力轴下端传动连接搅拌轴的上端，搅拌轴的下侧部外圆周固定设置有搅拌叶片，混合罐内固定安装有竖向设置的第一出液管，第一出液管的下端设置在混合罐内底部，第一出液管的上端向上穿过混合罐的顶板并伸出混合罐，盐酸罐内固定安装有竖向设置的第二出液管，第二出液管的下端设置在盐酸罐内底部，第二出液管的上端与第二管路的进液端固定连接，清水罐内固定安装有竖向设置的第三出液管，第三出液管的下端设置在清水罐内底部，第三出液管的上端与第三管路的进液端固定连接。
[0008]反应装置包括底座、反应釜、第二减速电机、轴承座、集液罐和振动轴，反应釜设置在底座的正上方，反应釜的顶部敞口且铰接有密封盖，底座的上表面固定安装有若干根圆周阵列设置在反应釜四周的支撑柱，反应釜的底部中心固定连接有竖直耳板，反应釜的外侧壁四周与各根支撑柱的上端之间以及竖直耳板的底部与底座的上表面中心之间分别固定连接有减震弹簧，第二减速电机、轴承座和集液罐均固定安装在底座的上表面，轴承座和竖直耳板左右对应且位于竖直耳板的左侧，振动轴沿左右方向水平设置并转动安装在轴承座上，第二减速电机的动力轴与振动轴平行，振动轴的左端位于轴承座的左侧且与第二减速电机的动力轴左端通过带传动机构传动连接，振动轴的右端向右穿过竖直耳板并与竖直耳板转动连接，振动轴的右侧部固定安装有两块凸轮，两块凸轮位于竖直耳板的左右两侧，密封盖的后侧部铰接在反应釜的上端边沿后侧部，密封盖的前侧部固定设置有锁扣，反应釜的外侧壁前侧上部固定设置有与锁扣卡接配合的卡座，反应釜的上端边沿和密封盖的下端边沿对应扣合且均固定设置有密封圈，反应釜内底部同中心设置有古氏坩埚，反应釜的底部设置有排液口，排液口通过排液管与集液罐的进液口连接，排液管上固定设置有第五截止阀，反应釜的内壁上侧部固定设置有喷淋头，喷淋头上的各个喷孔喷射方向斜向下朝向反应釜中心底部设置，喷淋头的进液端穿过反应釜的侧壁伸出反应釜，第一出液管的出液端与喷淋头的进液端通过供液管固定连接，反应釜内固定设置有进气管，进气管的出气端伸向反应釜内中部且固定安装有点火器，进气管的进气端向外穿过反应釜的侧壁并伸出反应釜，密封盖上固定设置有排气管，反应釜的底板下表面沿周向盘绕固定设置有呈螺旋形结构的加热电阻丝。
[0009]燃烧装置包括氧气罐、氢气罐、第一供气管、第二供气管、第三供气管和三通管，第一供气管的进气端与氧气罐的出气口固定连接，第二供气管的进气端与氢气罐的出气口固定连接，第三供气管的出气端与进气管的进气端固定连接，第一供气管的出气端、第二供气管的出气端和第三供气管的进气端分别对应与三通管的三个管口固定连接，第三供气管上固定设置有第六截止阀。
[0010]二氧化碳浓度测定装置为红外二氧化碳测定仪，排气管的出气端与红外二氧化碳测定仪的进气端固定连接。
[0011]一种页岩有机碳含量测量系统的测量方法，具体包括以下步骤：（1）、配置稀盐酸；（2）、将页岩样品装入反应釜中，并将制备好的稀盐酸导入反应釜对页岩样品进行酸洗，彻底去除页岩样品中的无机碳，使页岩样品中的有机碳能够充分暴露，页岩样品为页
岩颗粒；（3）、对页岩样品进行清洗和干燥；（4）、灼烧页岩样品，使页岩样品中的有机碳燃烧氧化生成二氧化碳，通过红外二氧化碳测定仪测量反应釜中的二氧化碳浓度，进而测定页岩有机碳含量。
[0012]步骤（1）具体为：打开第一截止阀、第三截止阀和第四截止阀，第二截止阀处于关闭状态，则储气罐中的高压气体便通过第一管路、第一进气分支管和第二进气分支管分别进入盐酸罐和清水罐中，气体进入盐酸罐内并在盐酸罐内上部聚集形成一定压力的气体，在气压的作用下盐酸罐中的盐酸通过第二出液管流出并经第二管路进入混合罐中，通过第一溢流阀的设置，实现对进入盐酸罐的气体流量的控制，即实现对盐酸罐中气压的控制，从而实现盐酸流量的控制，同理，气体进入清水罐内并在清水罐内上部聚集形成一定压力的气体，在气压的作用下清水罐中的清水通过第三出液管流出并经第三管路进入混合罐中，通过第二溢流阀的设置，实现对进入清水罐的气体流量的控制，即实现对清水罐中气压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种页岩有机碳含量测量系统，其特征在于：包括稀盐酸配置装置、反应装置、燃烧装置和二氧化碳浓度测定装置，稀盐酸配置装置的出液口与反应装置的进液口连接，燃烧装置的出气端与反应装置的进气端连接，反应装置的出气端与二氧化碳浓度测定装置的进气端连接。2.根据权利要求1所述的页岩有机碳含量测量系统，其特征在于：稀盐酸配置装置包括储气罐、盐酸罐、清水罐和混合罐，储气罐、盐酸罐、清水罐和混合罐由左至右依次排列布置，储气罐内储存有高压气体，储气罐的侧壁上部出气口与混合罐的侧壁上部进气口之间连接有第一管路，盐酸罐的顶部出液口与混合罐的侧壁上部盐酸进液口之间连接有第二管路，清水罐的顶部出液口与混合罐的侧壁上部清水进液口之间连接有第三管路，第一管路上由左至右依次设置有第一截止阀、第一进气分支管、第二进气分支管和第二截止阀，第一进气分支管的出气端与盐酸罐的顶部进气口连接，第二进气分支管的出气端与清水罐的顶部进气口连接，第一进气分支管上设置有第一溢流阀，第二进气分支管上设置有第二溢流阀，第二管路上设置有第三截止阀，第三管路上设置有第四截止阀，混合罐的顶板上表面固定连接有电机支座，电机支座上固定安装有第一减速电机，混合罐内同中心转动设置有搅拌轴，第一减速电机的动力轴与混合罐的中心线重合，第一减速电机的动力轴下端穿过混合罐的顶板并伸入到混合罐中，第一减速电机的动力轴与混合罐的顶板之间转动连接，第一减速电机的动力轴下端传动连接搅拌轴的上端，搅拌轴的下侧部外圆周固定设置有搅拌叶片，混合罐内固定安装有竖向设置的第一出液管，第一出液管的下端设置在混合罐内底部，第一出液管的上端向上穿过混合罐的顶板并伸出混合罐，盐酸罐内固定安装有竖向设置的第二出液管，第二出液管的下端设置在盐酸罐内底部，第二出液管的上端与第二管路的进液端固定连接，清水罐内固定安装有竖向设置的第三出液管，第三出液管的下端设置在清水罐内底部，第三出液管的上端与第三管路的进液端固定连接。3.根据权利要求2所述的页岩有机碳含量测量系统，其特征在于：反应装置包括底座、反应釜、第二减速电机、轴承座、集液罐和振动轴，反应釜设置在底座的正上方，反应釜的顶部敞口且铰接有密封盖，底座的上表面固定安装有若干根圆周阵列设置在反应釜四周的支撑柱，反应釜的底部中心固定连接有竖直耳板，反应釜的外侧壁四周与各根支撑柱的上端之间以及竖直耳板的底部与底座的上表面中心之间分别固定连接有减震弹簧，第二减速电机、轴承座和集液罐均固定安装在底座的上表面，轴承座和竖直耳板左右对应且位于竖直耳板的左侧，振动轴沿左右方向水平设置并转动安装在轴承座上，第二减速电机的动力轴与振动轴平行，振动轴的左端位于轴承座的左侧且与第二减速电机的动力轴左端通过带传动机构传动连接，振动轴的右端向右穿过竖直耳板并与竖直耳板转动连接，振动轴的右侧部固定安装有两块凸轮，两块凸轮位于竖直耳板的左右两侧，密封盖的后侧部铰接在反应釜的上端边沿后侧部，密封盖的前侧部固定设置有锁扣，反应釜的外侧壁前侧上部固定设置有与锁扣卡接配合的卡座，反应釜的上端边沿和密封盖的下端边沿对应扣合且均固定设置有密封圈，反应釜内底部同中心设置有古氏坩埚，反应釜的底部设置有排液口，排液口通过排液管与集液罐的进液口连接，排液管上固定设置有第五截止阀，反应釜的内壁上侧部固定设置有喷淋头，喷淋头上的各个喷孔喷射方向斜向下朝向反应釜中心底部设置，喷淋头的进液端穿过反应釜的侧壁伸出反应釜，第一出液管的出液端与喷淋头的进液端通过供液管固定连接，反应釜内固定设置有进气管，进气管的出气端伸向反应釜内中部且固定安
装有点火器，进气管的进气端向外穿过反应釜的侧壁并伸出反应釜，密封盖上固定设置有排气管，反应釜的底板下表面沿周向盘绕固定设置有呈螺旋形结构的加热电阻丝。4.根据权利要求3所述的页岩有机碳含量测量系统，其特征在于：燃烧装置包括氧气罐、氢气罐、第一供气管、第二供气管、第三供气管和三通管，第一供气管的进气端与氧气罐的出气口固定连接，第二供气管的进气端与氢气罐的出气口固定连接，第三供气管的出气端与进气管的进气端固定连接，第一供气管的出气端、第二供气管的出气端和第三供气管的进气端分别对应与三通管的三个管口固定连接，第三供气管上固定设置有第六截止阀。5.根据权利要求4所述的页岩有机碳含量测量系统，其特征在于：二氧化碳浓度测定装置为红外二氧化碳测定仪，排气管的出气端与红外二氧化碳测定仪的进气端固定连接。6.如权利要求5所述的页岩有机碳含量测量系统的测量方法，其特征在于：具体包括以下步骤：（1）、配置稀盐酸；（2）、将页岩样品装入反应釜中，并将制备好的稀盐...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光喜，陈会涛，杨立权，刘二博，陈凡，马小强，陈绍鹏，田高伟，柴杉杉，
申请(专利权)人：平顶山学院，
类型：发明
国别省市：