[实用新型]一种天然气水合物钻探现场岩心气体的集气装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体采集领域，更具体的涉及一种天然气水合物钻探现场岩心气体的集气装置。

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。因此水合物钻井岩心现场集气装置，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方法，主要有顶空气法和静置排气法。1、顶空气法，具体操作是：将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，水中加入杀菌剂，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进行烃成分和同位素分析。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，或暂时收集于塑料注射器内，然后导入专用的玻璃瓶中封存。

上述两种方法中所用到的岩心气体集气装置都存在结构复杂、操作不便、集气质量差等缺点，导致对岩心气体的采集过程复杂、工作效率低、取气质量较差。 

发明内容

本实用新型为克服上述现有技术中的不足，提供一套能够用于天然气水合物钻探现场岩心中烃类气体的集气装置，该集气装置具备材质优良、操作简便、工作效率高和收集气体样品质量好的优点。

本实用新型的具体技术方案如下：

一种天然气水合物钻探现场岩心气体的集气装置，包括集气罐1和集气瓶5，所述集气罐1上部具有内径收缩的气体汇集结构，并在顶部连接有集气导管4，在所述集气导管4的底部设置有集气导管开关2，所述集气导管开关之上的集气导管外壁设置有托架3，集气过程中，所述集气瓶5的瓶口扣置连接于集气导管4上，并使集气导管4伸入到瓶体内部，集气瓶5的瓶肩和/或瓶口支撑于所述托架3上，同时集气瓶5的瓶口与所述集气导管4之间留有间隙。

进一步的根据本实用新型所述的集气装置，其中所述集气罐1上部的气体汇集结构为圆台状结构，所述集气导管4为圆管状结构，并一体连接于圆台顶部。

进一步的根据本实用新型所述的集气装置，其中所述集气导管开关2设置于所述集气导管4与圆台的连接处，所述托架3上设置有固定螺丝3-1，集气过程中所述固定螺丝3-1固定于集气瓶5的侧壁。

进一步的根据本实用新型所述的集气装置，其中所述集气罐1包括罐体1-1和罐体盖1-2，所述罐体1-1为上端开口、下端封闭的筒式结构，所述罐体盖1-2为套装在罐体1-1开口端的可拆卸式集气和导气装置，并通过密封圈1-4与罐体1-1形成滑动式密封连接。

进一步的根据本实用新型所述的集气装置，其中所述罐体1-1的开口端外壁设有两个以上周向的密封圈卡槽1-3，在每个密封圈卡槽1-3内嵌有所述密封圈1-4。

进一步的根据本实用新型所述的集气装置，其中所述罐体盖1-2下部为圆筒状、中部为圆台状、上部为圆管状，罐体盖1-2下部圆筒内壁直径略大于罐体1-1开口端外壁直径，罐体盖1-2中部圆台内壁光滑，罐体盖1-2上部圆管作为所述集气导管4。

通过本实用新型所述的岩心气体集气装置至少能够达到以下技术效果：

1、材质优良

（1）本实用新型所述装置中的集气罐1所用材质为不锈钢质，内表面光滑，既抗磨耐用，又抗腐蚀，还能避免岩心释放出气体的污染。

2、操作简便

（1）本实用新型所述装置在用集气罐1取气前，样品放入、封盖方便，将待采集气体的水合物岩心样品直接放入集气罐罐体1-1后，将罐体盖1-2套在罐体开口端轻轻按下即可封盖，操作十分方便，填补了本领域尚无此类装置的空白，也克服了相近领域类似装置操作复杂之不足；

（2）本实用新型所述装置的取气、集气过程简单方便。样品放入集气罐罐体1-1并用罐体盖1-2封盖后，在水下将集气瓶倒置套在集气导管3上，固定后即开始了取气，取气结束后，在水下将集气瓶拧紧密封即可送往现场实验室直接测试或放入冰箱冷藏室存放，操作十分方便。避免了用注射器扎入集气罐抽取，再注入专用集气瓶的繁琐过程，也避免了转置过程中空气的混入，提高了采集气体样品的质量。

3、工作效率高