[发明专利]一种全自动页岩含气量测试系统和方法

权利要求书

1.一种全自动页岩含气量测试系统，其特征在于，包括第一集气装置、第二集气装置和阀位切换装置，第一集气装置和第二集气装置均连接阀位切换装置，所述阀位切换装置连接进水装置和页岩解吸装置，所述第一集气装置和第二集气装置通过阀位切换装置的阀位切换交替连通进水装置和页岩解吸装置，进而在第一集气装置和第二集气装置间实现连续排水集气，所述阀位切换装置的阀位切换通过控制器控制，所述第一集气装置和第二集气装置的内部均设有液位传感器，所述液位传感器通过测量排水集气过程中页岩气和水的压强差，得到水位高度，并传输给控制器，所述控制器通过水位高度判断第一集气装置或第二集气装置中是否将收集满页岩气，进而判断是否对阀位切换装置进行阀位切换；同时，所述控制器通过水位高度计算第一集气装置或第二集气装置中收集的页岩气的体积；

所述第一集气装置和第二集气装置的高度相同，内径不同，所述第二集气装置的内径是第一集气装置内径的2.5-2.7倍，所述第一集气装置和第二集气装置的上方侧面开有进水/气口和排气口，下方侧面开有排水口，所述排气口和排水口通过电磁阀控制打开和闭合，所述电磁阀连接控制器，所述控制器控制电磁阀的开合，所述第一集气装置或第二集气装置通过进水/气口排水集气时，所述控制器打开相应的排水口电磁阀，所述第一集气装置或第二集气装置通过进水/气口进水时，所述控制器打开相应的排气口电磁阀；

第一集气装置的半径为15mm，第二集气装置的半径为40mm，第二集气装置和第一集气装置的高度均为280mm；

当每小时收集的页岩气的体积在5毫升以内；

若页岩解吸装置连通第二集气装置，控制器控制阀位切换装置进行阀位切换，页岩解吸装置连通第一集气装置至页岩气解吸结束；

若页岩解吸装置连通第一集气装置，且第一集气装置中水的高度大于第一集气装置使用高度的一半时，继续排水集气至页岩气解吸结束；

若页岩解吸装置连通第一集气装置，且第一集气装置中水的高度小于第一集气装置使用高度的一半时，控制器控制阀位切换装置进行阀位切换，打开第二集气装置的排水口电磁阀，关闭第一集气装置的排水口电磁阀，打开第一集气装置的排气口电磁阀，启动数控泵，第一集气装置开始进水至充满水，关闭第一集气装置的排气口电磁阀，关闭数控泵，打开第一集气装置的排水口电磁阀，控制器控制阀位切换装置进行阀位切换，页岩解吸装置连通第一集气装置至页岩气解吸结束。

2.根据权利要求1所述的全自动页岩含气量测试系统，其特征在于，所述进水装置包括数控泵和水槽，所述数控泵连接控制器，所述第一集气装置或第二集气装置进水时，所述控制器启动数控泵，数控泵将水槽中的水泵入，所述第一集气装置或第二集气装置排水集气时，所述第一集气装置或第二集气装置中的水排入水槽中。

3.根据权利要求2所述的全自动页岩含气量测试系统，其特征在于，所述阀位切换装置为十通阀，所述十通阀连接一驱动器构成电动的十通阀，所述十通阀包括十个阀口和五个阀门，十个阀口分别为一号口、二号口、三号口、四号口、五号口、六号口、七号口、八号口、九号口和十号口，五个阀门分别为第一阀、第二阀、第三阀、第四阀和第五阀，所述一号口连通页岩解吸装置，所述三号口和九号口连接数控泵，所述四号口、六号口和八号口连通水槽，所述第二集气装置的进水/气口连通十号口，第二集气装置的排水口连通七号口，所述第一集气装置的进水/气口连通二号口，第一集气装置的排水口连通五号口；所述第一集气装置排水集气时，所述第一阀将一号口和二号口连通，所述第二阀将三号口和四号口连通，所述第三阀将五号口和六号口连通，所述第四阀将七号口和八号口连通，所述第五阀将九号口和十号口连通，所述第二集气装置排水集气时，转动十通阀，使所述第一阀将一号口和十号口连通，所述第二阀将三号口和二号口连通，所述第三阀将五号口和四号口连通，所述第四阀将七号口和六号口连通，所述第五阀将九号口和八号口连通。

4.根据权利要求1所述的全自动页岩含气量测试系统，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页岩气的压强，所述液位传感器的下采样头实时测量水的压强，进而得到页岩气和水的压强差。