[发明专利]一种基于无间断连续收集计算页岩含气量的装置和方法

权利要求书

1.一种基于无间断连续收集计算页岩含气量的装置，其特征在于，包括两集气瓶，两集气瓶中均设有液位传感器和压力传感器，两集气瓶均连接十通阀，所述十通阀连接解吸罐，两集气瓶通过十通阀的阀位变换交替连通解吸罐，进而实现连续集气，所述解吸罐中设有温度传感器，所述温度传感器、压力传感器和液位传感器均连接控制器，所述液位传感器实时测量集气瓶的压强差，所述压力传感器实时测量解吸罐和集气瓶连通空间的系统压力，所述温度传感器实时测量解吸罐的温度，所述控制器对温度传感器、压力传感器和液位传感器测量的数据进行分析换算，进而得到标准状态下页岩的含气量。

2.根据权利要求1所述的基于无间断连续收集计算页岩含气量的装置，其特征在于，所述液位传感器包括上采样头和下采样头，所述液位传感器的上采样头实时测量集气瓶中页岩气的压强，所述液位传感器的下采样头实时测量集气瓶中水的压强，通过页岩气和水的压强差得到集气瓶中水的高度。

3.根据权利要求1所述的基于无间断连续收集计算页岩含气量的装置，其特征在于，所述液差传感器的量程为0-3Kpa，采用4-20毫安电流输出信号，采样率为200HZ；所述压力传感器的量程为0-120KPa，采用4-20毫安电流输出信号，采样率为200HZ；所述温度传感器的量程为0-120℃，采用4-20毫安电流输出信号，采样率为200HZ。

4.根据权利要求1所述的基于无间断连续收集计算页岩含气量的装置，其特征在于，所述两集气瓶为一大集气瓶和一小集气瓶。

5.根据权利要求1-4任一项所述的基于无间断连续收集计算页岩含气量的装置进行连续收集计算页岩含气量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.使大集气瓶和小集气瓶中均充满水；

S2.解吸罐连通小集气瓶，小集气瓶开始集气，所述温度传感器实时记录解吸罐的温度数据，所述液差传感器实时记录小集气瓶中的压强差，所述压力传感器实时记录系统压力，所述控制器将小集气瓶中的压强差换算为页岩气的体积，并记录此时产生的页岩气的体积V₀；

S3.小集气瓶集气结束，第一次切换十通阀，使解吸罐连通大集气瓶，大集气瓶开始集气，所述温度传感器实时记录解吸罐的温度数据，所述液差传感器实时记录大集气瓶中的压强差，所述压力传感器实时记录系统压力，所述控制器将大集气瓶中的压强差换算为页岩气的体积，并记录此时产生的页岩气的体积V₁；

S4.大集气瓶集气结束，第二次切换十通阀，使解吸罐连通小集气瓶，小集气瓶开始集气，所述温度传感器实时记录解吸罐的温度数据，所述液差传感器实时记录小集气瓶中的压强差，所述压力传感器实时记录系统压力，所述控制器将小集气瓶中的压强差换算为页岩气的体积，并记录此时产生的页岩气的体积V₂；

S5.重复步骤S3-S4至每小时产生的页岩气的体积小于5毫升，然后到步骤S6；

S6.若解吸罐连通大集气瓶,第n次切换十通阀，使解吸罐连通小集气瓶，所述温度传感器实时记录解吸罐的温度数据，所述液差传感器实时记录小集气瓶中的压强差，所述压力传感器实时记录系统压力，至解吸实验结束，所述控制器将小集气瓶中的压强差换算为页岩气的体积，并记录此时产生的页岩气的体积V_n；

若解吸罐连通小集气瓶,且水的高度大于小集气瓶使用高度的一半，继续在小集气瓶中集气，所述温度传感器实时记录解吸罐的温度数据，所述液差传感器实时记录小集气瓶中的压强差，所述压力传感器实时记录系统压力，至解吸实验结束，所述控制器将小集气瓶中的压强差换算为页岩气的体积，并记录此时产生的页岩气的体积V_n-1；

若解吸罐连通小集气瓶,且水的高度小于小集气瓶使用高度的一半，第n次切换十通阀，使解吸罐连通大集气瓶，使小集气瓶中充满水，第n+1次切换十通阀，所述温度传感器实时记录解吸罐的温度数据，所述液差传感器实时记录小集气瓶中的压强差，所述压力传感器实时记录系统压力，至解吸实验结束，所述控制器将小集气瓶中的压强差换算为页岩气的体积，并记录此时产生的页岩气的体积V_n+1；

即得到页岩气的含气量。

6.根据权利要求5所述的连续收集计算页岩含气量的方法，其特征在于，所述步骤S6中，每小时产生的页岩气的体积小于0.2毫升解吸实验结束。