[发明专利]一种平衡压力的气体采集装置及方法

说明书

本发明提供了一种平衡压力的气体采集装置及方法，涉及天然气采集技术领域。装置包括取样器、手动压力泵、第一手动阀和回压阀；该取样器包括一腔体，在腔体上端设置有取样口和用于控制取样口气体通断的第二手动阀；在腔体下端设置有加压口和用于控制加压口气体通断的第三手动阀；在腔体内设置有与腔体接触的活塞；取样口与外部实验装置连接；加压口与回压阀的进口端连接，加压口还通过第一手动阀与手动压力泵连接；手动压力泵还与回压阀的加压端连接。本发明可解决当前的实验室内常用采集天然气样品的容器普遍存在体积较大、采集的样品存在损耗，采样后实验体系不能保持压力平衡的问题。

技术领域

本发明涉及天然气采集技术领域，涉及在保持取样点压力恒定不变的条件下，进行天然气样品的定量采集，尤其涉及一种平衡压力的气体采集装置及方法。

背景技术

当前，随着石油天然气的应用和发展，石油天然气地质实验研究已经成为石油天然气地质基础性研究的重要内容和方法。通过实验研究建立实验变量之间的因果关系，进而可以为石油天然气地质理论的发展提供基础性参数和依据。而作为实现实验研究的实验设备及其辅助设备是其中重要的一环。在天然气生成、聚集和成藏过程中，需要对实验流体(本发明中主要涉及天然气)进行采集，以开展天然气组分、轻烃、碳同位素、氢同位素等分析化验项目，通过分析不同实验条件、同一实验条件不同实验阶段的实验流体变化特征，剖析天然气生成、运聚和成藏的机理，进而指导天然气的勘探与开发生产实践。所以，研发一种既能保证实验数据准确性，又能保障后继实验的继续开展的采气装置，对天然气生成、运聚和成藏的机理性研究具有至关重要的作用。

目前，实验室内常用采集天然气样品的容器有高压钢瓶、盐水玻璃瓶和铝塑气袋。这些取样容器具有各自的缺点：例如，铝塑气袋在采气时通过乳胶软管连接，密封性不足，取样时容易混入空气；其次，充气后，铝塑袋气密性相对较差，天然气组分存在差异性散失；再次铝塑袋对不同的天然气组分具有不同的吸附性，也容易对实验数据造成一定的影响。又例如，盐水玻璃瓶的盐水则会不同程度地溶解天然气，尤其是CO₂和H₂S等气体，对天然气的检测结果也容易造成一定程度的影响。另外，又例如天然气钢瓶能够较好保存天然气样品原有成分，但体积大，对于小气量的成藏实验，使用置换法无法将钢瓶内部空气置换干净，造成实验样品的污染；使用真空虹吸法，又无法保证钢瓶内形成正压，致使样品分析测试时无法取出天然气。另外，上述三种开放式的取样方式会导致取样点的压力发生明显的变化，影响实验条件的稳定。当前，现有技术的气体取样器主要是关于井场、井口使用的取样器，同样为开放式、大体积采样，无法满足实验室采样需求。因此，当前需要一种小体积、样品无损耗、采样后实验体系保持压力平衡的取样装置，以满足实验室内的需求。

发明内容

本发明的实施例提供一种平衡压力的气体采集装置及方法，以解决当前的实验室内常用采集天然气样品的容器普遍存在体积较大、采集的样品存在损耗，采样后实验体系不能保持压力平衡的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种平衡压力的气体采集装置包括取样器、手动压力泵、第一手动阀和回压阀；

所述取样器包括一腔体，在所述腔体上端设置有取样口和用于控制所述取样口气体通断的第二手动阀；在所述腔体下端设置有加压口和用于控制所述加压口气体通断的第三手动阀；在所述腔体内设置有与所述腔体接触的活塞；

所述取样口与外部实验装置连接；所述加压口与所述回压阀的进口端连接，所述加压口还通过所述第一手动阀与所述手动压力泵连接；所述手动压力泵还与所述回压阀的加压端连接。

具体的，所述取样器由不锈钢制成。

具体的，所述腔体的外壁与取样口和第二手动阀的连接处，以及所述腔体的外壁与加压口和第三手动阀的连接处均设置有外部密封圈。

具体的，所述活塞与所述腔体的接触位置设置有内部密封圈。