[实用新型]一种适用于天然气水合物钻探现场岩心气体的真空取气系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体提取领域，更具体的涉及一种适用于天然气水合物钻探现场岩心气体的真空取气系统。 

背景技术

天然气水合物是一种高密度（1 m³可释放164 m³的甲烷）的清洁能源，是全球煤、石油、天然气等常规能源资源总和的2倍，已引起全球许多国家的高度关注。钻探过程中，岩心释放气体量的大小，是现场快速判断水合物存在与否的关键参数之一。因此，水合物钻井现场岩心气体提取设备，是钻探现场气体采集、测量、进而快速判识水合物的重要基础装备。 

经过文献检索，目前国内外天然气水合物钻井岩心气体采集提取方法，主要有顶空气法和静置排气法。前者主要用于采集岩心（或岩屑）中的气体，后者则用于采集水合物岩心的气体，具体方法如下： 

1、顶空气法，具体操作是：将5cm长的岩心样品称重并装入配有隔垫的金属罐中，加水使金属罐与样品之间充满水，上部留有一定的空间位置（100ml），水中加入2.3g的杀菌剂（sodium azide），然后把样品和水密封起来，倒置冷藏及运输，送到实验室后，将冷藏的样品温度恢复到20℃，再进行5分钟的高速机械振荡，然后取一定量的容器顶部空间气体（15ml）进行烃成分和同位素分析。该方法采用常温机械振荡方式释放气体，优点是：野外操作简单、快捷；缺点是：（1）随着水合物的分解及气体释放，金属罐内的压力越来越大，抑制了水合物的分解，导致气体释放不完全；（2）分解释放出的烃类气体混入了金属罐顶部预留空间的空气，造成一系列分析误差。

2、静置排水法，具体操作是：选择含量较高且肉眼可见的水合物岩心样品，将其浸没在水下，水合物分解释放的气体，用置换水法将释放出的气体收集到可用瓶塞密封的玻璃容器中，或暂时收集于60ml的塑料注射器内，然后导入专用的玻璃瓶中封存。该方法采用常温下自然静置释放，排水取气，优点是野外操作简单，排除了空气的影响；缺点是：（1）静置自然释放速度较慢；（2）样品分解释放受环境温度影响较大，使得水合物分解程度不一，气体释放量误差较大。 

综上所述，现有技术中存在的以上两种方法均具有野外操作简单的优点，但也都具有分解速度慢、效率低、不完全，以及易受环境温度影响等缺点，而且还可能受到空气混入污染的影响。 

发明内容 　　 

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中取气不充分、取出的气体成分易受空气或环境温度影响的缺点，提供一套用于天然气水合物钻探现场的岩心中烃类气体采集的真空取气系统，以提高水合物岩心样品气体采集的效率和测试结果的准确性。

本实用新型具体的技术方案如下： 

一种适用于天然气水合物钻探现场岩心气体的真空取气系统，包括：抽真空单元A、集气罐B和抽气单元C，其中所述抽真空单元A包括制造真空玻璃管16和真空泵19，所述制造真空玻璃管16可通过管路与真空泵19连接，所述集气罐B包括可拆卸和密封连接的罐体1和罐体盖4，所述罐体盖4上形成有主孔和副孔，所述副孔上安装有副孔管5，所述副孔管5可通过管路连接所述制造真空玻璃管16，所述罐体盖的主孔上设置所述抽气单元C，且所述主孔与所述抽气单元C的抽气室连通。

进一步的根据本实用新型所述的真空取气系统，其中所述制造真空玻璃管16包含一直通管和一侧通管，所述直通管通过管路与集气罐B罐体盖4上的副孔管5连接，所述侧通管通过管路与真空泵19连接。 

进一步的根据本实用新型所述的真空取气系统，其中所述管路为橡胶连接软管22，23，在所述直通管上装有直通管阀门17用于控制直通管的开闭，在所述侧通管上装有侧通管阀门18用于控制侧通管的开闭，所述真空泵19上设有控制开关20和气压计量表21。 

进一步的根据本实用新型所述的真空取气系统，其中所述罐体1为一端开口、一端封闭的筒式结构，开口端用于放入岩心样品，开口端外壁设有外螺纹，且在外螺纹下端的外壁凹槽处装有第一密封圈2；所述罐体盖4的一端完全开口、另一端设有所述副孔和主孔，所述罐体盖4的开口端内壁上设有可与罐体1开口端外壁的外螺纹紧密连接的内螺纹，并在连接最大处通过挤压第一密封圈2与罐体1形成密封。 

进一步的根据本实用新型所述的真空取气系统，其中所述罐体盖4开口端的内螺纹上方形成有圆台状内腔，圆台状内腔之顶作为所述主孔，在所述内螺纹顶部与圆台状内腔底部之间形成有一过渡平台，所述过渡平台上设有第二密封圈3，当罐体盖4与罐体1拧紧连接时，所述罐体1开口端的端缘低接所述第二密封圈3而与罐体盖4形成密封。