CN204008369U - 含气量连续测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种含气量连续测量装置，包括数据采集及控制单元、盛有饱和食盐水的容器、储气罐、设于储气罐中的液位传感器；数据采集及控制单元包括主控芯片，液位传感器的数据输出端与主控芯片的数据输入端相连接，储气罐的下方开口通过管线、第一气路控制部件与容器密封连通；储气罐的第一开口的一路通过管线、第三气路控制部件、真空泵与集气口密封连通；储气罐的第二开口通过管线、第四气路控制部件与解吸气源密封连通；第一气路控制部件、第三气路控制部件、第四气路控制部件、真空泵的控制端分别与主控芯片的控制信号输出端相连接。本实用新型能够对解吸气体积进行直接、连续的测量，可收集解吸气样以进行后续分析，装置稳定可靠，测量结果较为准确。

Description

含气量连续测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种含气量连续测量装置，属于勘探测试技术领域。

背景技术

页岩气和煤层气是目前广受重视的非常规天然气资源，页岩气的形态以储存在天然裂缝和粒间孔隙中的游离气，以及吸附在干酪根、粘土颗粒表面的吸附气为主，煤层气则主要吸附在煤基质颗粒表面；无论是页岩气还是煤层气，常温条件下难以释放的吸附气都占据了极大比重。如何快速、彻底的解吸吸附气，并准确测定样品总含气量，是估算煤、泥页岩、砂岩夹层中天然气量，保证煤层气和页岩气资源量评价结果准确性的关键所在。

现有的针对煤、泥页岩、砂岩的含气量测量装置，主要分为以下三种：

体积流量测量装置，其通过测量解吸气的体积流速获得其总体积或不同时间段的体积；这种装置可以获得解吸气量的连续变化情况，但对于解吸速率较低时气体流速的测量误差较大，且，流体的体积极易受环境温度和压力的影响；

质量流量测量装置，其根据流过流量计的气体所带走的热量来计算流体质量，这种装置抗环境温度和压力影响的能力较强，但在不同解吸阶段中气体组分发生变化的情况下测量准确度大大降低，尤其是在页岩的现场解吸气测量过程中，由于气体组分随着解吸时间的推移会发生变化，使得测量结果并不准确；

燃烧法气体体积测量装置，其通过直接燃烧解吸气中的烃类气体，直接解吸出纯烃类气体含量，这种装置稳定性高，能分析出总体积中的烃类气体体积，但无法获得解吸气样，给后续气体组分分析等工作造成了困难。

实用新型内容

鉴于上述原因，本实用新型的目的在于提供一种含气量连续测量装置，该装置能够对解吸气的体积进行直接、连续的测量，可收集解吸气样以进行后续分析，装置稳定可靠，测量结果较为准确。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

含气量连续测量装置，其特征在于，包括数据采集及控制单元、盛有饱和食盐水的容器、储气罐、设于储气罐中的液位传感器；

数据采集及控制单元包括主控芯片，该液位传感器的数据输出端与该主控芯片的数据输入端相连接，该储气罐的下方开口通过管线、第一气路控制部件与该容器密封连通；该储气罐的第一开口的一路通过管线、第三气路控制部件、真空泵与集气口密封连通；该储气罐的第二开口通过管线、第四气路控制部件与解吸气源密封连通；

该第一气路控制部件、第三气路控制部件、第四气路控制部件、真空泵的控制端分别与该主控芯片的控制信号输出端相连接。

进一步的，

所述储气罐的第一开口的另一路通过管线、第二气路控制部件与空气源密封连通，该第二气路控制部件的控制端与所述主控芯片的控制信号输出端相连接。

所述数据采集及控制单元还包括输入模块，该输入模块的输出端与所述主控芯片的控制信号输入端相连接。

所述数据采集及控制单元还包括显示模块，所述主控芯片的数据输出端与该显示模块的数据输入端相连接。

所述第一气路控制部件、第二气路控制部件、第三气路控制部件、第四气路控制部件为电磁阀。

本实用新型的优点在于：

本实用新型的含气量连续测量装置，能够对解吸气的体积进行直接、连续的测量，可收集解吸气样以进行后续分析，装置稳定可靠，受环境影响小，能够应用于页岩气、煤层气等含气量的现场测量工作，且测量结果较为准确。

附图说明

图1是本实用新型的组成结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的组成结构示意图。如图所示，本实用新型公开的含气量连续测量装置，包括数据采集及控制单元1、盛有饱和食盐水的容器2、储气罐3、设于储气罐3中的液位传感器4及用于控制气路通断的气路控制部件；

数据采集及控制单元1包括主控芯片，液位传感器4的数据输出端与主控芯片的数据输入端相连接，储气罐3的下方开口通过管线、第一气路控制部件5与容器2密封连通；储气罐3的第一开口的第一路通过管线、第二气路控制部件6与空气源密封连通，第二路通过管线、第三气路控制部件7、真空泵8与集气口9密封连通；储气罐3的第二开口通过管线、第四气路控制部件10与解吸气源密封连通；第一气路控制部件5、第二气路控制部件6、第三气路控制部件7、第四气路控制部件10、真空泵8的控制端分别与主控芯片的控制信号输出端相连接；

数据采集及控制单元1还包括显示模块和输入模块，主控芯片的数据输出端与该显示模块的数据输入端相连接，可实时显示解吸气的体积(总体积、随时间变化的体积曲线等形式)；输入模块的输出端与主控芯片的控制信号输入端相连接，可通过输入模块分别设定第一气路控制部件5、第二气路控制部件6、第三气路控制部件7、第四气路控制部件10及真空泵8的接通或是断开。所述的第一气路控制部件5、第二气路控制部件6、第三气路控制部件7、第四气路控制部件10可以是可断开或是接通气路连接的开关型部件，如电磁阀等。

所述的液位传感器可以使用磁致伸缩液位传感器，具体型号是LHB-0400-S01-V11，其测量精度可以达到0.1毫升。

利用本实用新型的含气量连续测量装置进行含气量测量的过程是：

S1：将解吸气源与装置连接好，通过输入模块及主控芯片控制接通第一气路控制部件5、第三气路控制部件7、真空泵8，容器2中的饱和食盐水经第一气路控制部件5进入储气罐3，液位传感器4采集储气罐3中液体的位置信息，并将该位置信息发送给主控芯片，当储气罐3中的液面到达一预定高度时，通过输入模块及主控芯片控制断开第三气路控制部件7、真空泵8；

S2：通过输入模块及主控芯片控制接通第四气路控制部件10，解吸气经第四气路控制部件10进入储气罐3，随着解吸气的进入，储气罐3中的液面不断下降，液位传感器4采集储气罐3中液体的位置信息，并将该位置信息发送给主控芯片，当储气罐3中的液面下降到一预定低度时，通过输入模块断开第四气路控制部件10；

通过圆柱形的储气罐3中液面下降的距离，可计算出解吸气体的体积，若储气罐的内圆半径为r，液面下降高度为h，则解吸气的体积约为V＝πr²h；

另外，在解吸气的排气过程中，主控芯片可每秒读取20次的液***置信息，根据读取的液***置信息计算出解吸气的体积，然后绘制出解吸气随时间变化的体积曲线，以利于后续分析。

S3：通过输入模块再次接通第三气路控制部件7、真空泵8，使饱和食盐水再次进入储气罐3中，通过液位传感器4采集的液体的位置信息，当储气罐3中的液面到达一预定高度时，断开第三气路控制部件7、真空泵8；

S4：通过输入模块接通第四气路控制部件10，解吸气经第四气路控制部件10进入储气罐3，通过液位传感器4采集的液体的位置信息，当储气罐3中的液面下降到一预定低度时，断开第四气路控制部件10；

重复上述步骤S3、S4，直至执行步骤S4时，储气罐3中的液面不再下降，即无解吸气进入储气罐3为止，此时，断开第四气路控制部件10，开启第三气路控制部件7、真空泵8，使储气罐3中收集的解吸气从集气口9排出；解吸气全部排出后，断开第三气路控制部件7、真空泵8，并接通第二气路控制部件6，空气经第二气路控制部件6进入储气罐3中，储气罐3中的饱和食盐水流回至容器2中，测量结束。

本实用新型的含气量连续测量装置，是利用排水集气法收集解吸气体，能够对解吸气的体积进行直接、连续的测量，且可收集解吸气样以进行后续分析；测量过程中，无需外部气源，避免了其它气体成分对测量结果的影响；装置采集速度快，测量结果较为准确，测量结果可精确到0.1毫升。

以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。

Claims (5)

1.含气量连续测量装置，其特征在于，包括数据采集及控制单元、盛有饱和食盐水的容器、储气罐、设于储气罐中的液位传感器；

数据采集及控制单元包括主控芯片，该液位传感器的数据输出端与该主控芯片的数据输入端相连接，该储气罐的下方开口通过管线、第一气路控制部件与该容器密封连通；该储气罐的第一开口的一路通过管线、第三气路控制部件、真空泵与集气口密封连通；该储气罐的第二开口通过管线、第四气路控制部件与解吸气源密封连通；

该第一气路控制部件、第三气路控制部件、第四气路控制部件、真空泵的控制端分别与该主控芯片的控制信号输出端相连接。

2.如权利要求1所述的含气量连续测量装置，其特征在于，所述储气罐的第一开口的另一路通过管线、第二气路控制部件与空气源密封连通，该第二气路控制部件的控制端与所述主控芯片的控制信号输出端相连接。

3.如权利要求2所述的含气量连续测量装置，其特征在于，所述数据采集及控制单元还包括输入模块，该输入模块的输出端与所述主控芯片的控制信号输入端相连接。

4.如权利要求2或3所述的含气量连续测量装置，其特征在于，所述数据采集及控制单元还包括显示模块，所述主控芯片的数据输出端与该显示模块的数据输入端相连接。

5.如权利要求4所述的含气量连续测量装置，其特征在于，所述第一气路控制部件、第二气路控制部件、第三气路控制部件、第四气路控制部件为电磁阀。