[实用新型]用于制备岩石中稀有气体的制样装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气勘探地质领域，特别涉及油气地质实验及油气源对比领域中一种用于制备岩石中稀有气体的制样装置。

背景技术

稀有气体(又称惰性气体)因其独特的化学惰性而成为地质历程的重要示踪剂。在油气勘探中天然气、岩石、原油等地质样品的稀有气体蕴含着丰富的油气地质信息，通过将天然气、原油中稀有气体同位素与可能来源的烃源岩中稀有气相关信息进行综合对比，对开展油气成因判识、油气源追溯以及油气成藏研究具有重要示踪指示作用，有利于建立稀有气体气源对比新指标，丰富和完善现有以碳、氢同位素、轻烃、生物标志物等为主的气源对比指标体系。而岩石样品中稀有气体提取、纯化、富集的制备环节是开展后续稀有气体组分和同位素分析的前提和必要保证，是获取准确分析数据开展油气成因判识和油气源对比的关键。

在油气地质领域，固体岩石样品中稀有气体提取、纯化、富集的制备受诸多因素制约：首先，与岩石样品包裹体中捕获稀有气体的方式和条件不同，真正的岩石样品中稀有气体是在原子晶格间形成时捕获的，且原子晶格结构特别稳定，所含气体只有在于度以上的高温或超高温条件下才能释放出来；其次，岩石样品表面颗粒与大气接触吸附了包括大气中的稀有气体在内的大量杂质气体，会污染真正岩石中稀有气体从而影响后续分析结果及其准确性；再次，由于岩石中稀有气体仅以微量或痕量的量级存在，释放的气体容易受到污染，为了避免制样及后续分析过程中大气中稀有气体对样品的污染，要求岩石熔融后产生的气体必须在特定的高真空或超高真空环境中释放出来；最后，由于岩石样品中稀有气体的制备较为复杂，如何开发最便捷的制备手段和方法，最大程度提高样品制备效率并对岩石中的稀有气体进行高效纯化、富集，都是需要解决的关键技术难题。

目前，化学实验分析领域对岩石等无机非金属物质的分析，通常主要采用铂金坩埚、瓷坩埚、石墨坩埚等利用马福炉、盘式电路和各种喷灯等进行熔样；或者采用旋转式熔样装置使样品在溶解(熔融)过程中受热均匀，避免样品溶解过程中的溅失(造成误差)以及常规受热不均人工搅拌样品间相互污染。而在高温熔样技术领域，石英玻璃高频加热反应器易坏、不安全、对人体有害、污染环境；石英坩埚钨丝加热反应器因相对结构简单、体积小、保温性好、价格便宜，但性能相对较低；金属坩埚电子轰击加热反应器性能良好、技术先进、但价格昂贵，样品装样量受限。总的来说，上述现有熔样方法和高温熔样反应器无法解决油气地球化学实验领域岩石样品中稀有气体提取、纯化和富集的制备过程存在的技术难题。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于制备岩石中稀有气体的制样装置，以解决现有技术在制备岩石中稀有气体的制样过程中，稀有气体的提取不准确，易受到空气及岩石表面吸附气污染的问题。

为此，本实用新型提出一种用于制备岩石中稀有气体的制样装置，所述用于制备岩石中稀有气体的制样装置包括：

熔化样品的熔样炉1，所述熔样炉1包括：具有空腔的器壁、设置在所述器壁的空腔中的钽加热器109、容纳在所述钽加热器109中的外钽锅106、容纳在所述外钽锅106中的内钽锅105、位于所述内钽锅105以内的内腔、以及所述空腔中位于内钽锅105以外的部分为外腔、位于所述外腔与所述器壁之间的循环冷却水冷组件108；

对外腔抽真空的分子泵7，设置在所述熔样炉1外并与所述外腔连接；

样品进入通道，经过所述内腔与所述内钽锅105相连；

对内腔抽真空的内腔真空组件151，设置在所述熔样炉1外并与所述内腔连接；

富集纯化组件152，对样品释放的稀有气体进行富集和纯化，所述富集纯化组件152与内腔真空组件151连接；

质谱仪主机16，与所述富集纯化组件152连接。

进一步地，所述内腔真空组件151通过所述样品进入通道连接所述内腔。

进一步地，所述富集纯化组件152为锆基炉。

进一步地，内腔真空组件151包括离子泵1511、分子泵1512、机械泵1513、离子泵控制阀1514和分子泵控制阀1515。

进一步地，所述用于制备岩石中稀有气体的制样装置还包括：对所述外腔预抽真空的机械泵12，所述机械泵12与所述分子泵7连接。

进一步地，所述用于制备岩石中稀有气体的制样装置还包括：吸附机械泵12排除的可凝性蒸汽的吸附阱11，所述吸附阱11位于所述机械泵12与所述分子泵7之间。

进一步地，所述熔样炉1还包括：能转动的设置在所述外腔顶部的样品盘103，所述样品盘103具有多个容纳样品的进样管，所述样品进入通道位于多个所述进样管中的转动轨迹的下方，并能与任何一个所述进样管对接上。