[发明专利]天然气水合物钻芯轻烃气体含量解析测试系统及方法

权利要求书

1.一种天然气水合物钻芯轻烃气体含量解析测试系统，其特征在于：它包括控温腔，控温腔内设有计重部件，计重部件上放置密封式分解室，分解室的进气口、出气口上分别安装有进气口单向阀、出气口气路开关，分解室上还安装有压力计和安全阀，空气源通过第一快速气路接头与进气口单向阀连接，出气口气路开关通过第二快速气路接头与集气室的进气口连接，集气室的出气口、空气源、氢气源分别与氢火焰离子化检测器的相应进气口连接，集气室上还设有取气口；集气室包括顶部敞口的集气腔，集气腔的敞口处密封地活动安装有重力式活塞，重力式活塞随集气腔内流通气体量的变化而上下运动来缓冲分解室内分解气体产生的压力；分解室为可快速打开与扣合的密封式分解室。

2.如权利要求1所述的天然气水合物钻芯轻烃气体含量解析测试系统，其特征在于：

在所述空气源与所述分解室的进气口之间的气路上安装有第一空气流量控制阀；

在所述空气源与所述氢火焰离子化检测器的相应进气口之间的气路上安装有第二空气流量控制阀；

在所述氢气源与所述氢火焰离子化检测器的相应进气口之间的气路上安装有氢气流量控制阀；

在所述集气室的出气口与所述氢火焰离子化检测器的相应进气口之间的气路上安装有分解气体流量控制阀。

3.一种基于权利要求2所述的天然气水合物钻芯轻烃气体含量解析测试系统实现的天然气水合物钻芯轻烃气体含量解析测试方法，其特征在于，它包括步骤：

1)关闭所述第一空气流量控制阀、所述分解气体流量控制阀，开启所述第二空气流量控制阀、所述氢气流量控制阀，对气路内流经气体流量进行监测与控制；

2)点火启动所述氢火焰离子化检测器，使其达到稳定工作状态；

3)让所述进气口单向阀、所述出气口气路开关处于关闭状态；

4)将所述分解室置于所述控温腔内的所述计重部件上，计量其空载质量；

5)打开所述分解室，将天然气水合物钻芯快速置于所述分解室内后立即扣合，使所述分解室呈密封状态；

6)通过所述计重部件计量所述分解室载样时的质量；

7)所述分解室通过所述第二快速气路接头、所述第一快速气路接头分别与所述集气室、所述第一空气流量控制阀连接好；

8)通过所述控温腔对所述分解室所处温度进行低温控制，以避免所述分解室内天然气水合物钻芯的分解速度过快；

9)开启所述进气口单向阀、所述出气口气路开关，以及开启所述第一空气流量控制阀和所述分解气体流量控制阀，对气路内流经气体流量进行监测与控制；

10)所述分解室内天然气水合物钻芯解析后产生的分解气体通过所述集气室的储集和缓冲作用后进入所述氢火焰离子化检测器进行检测；

11)采集所述氢火焰离子化检测器的检测数据，直至天然气水合物钻芯完全分解；

12)处理所获得的检测数据，计算得到单位质量天然气水合物钻芯中轻烃气体的含量。

4.如权利要求3所述的天然气水合物钻芯轻烃气体含量解析测试方法，其特征在于：

所述控温腔的温度在1℃至15℃之间；

所述第一空气流量控制阀控制空气流速的上限在10mL/min至12mL/min之间；

所述第二空气流量控制阀控制空气流速在360mL/min至365mL/min之间；

所述氢气流量控制阀控制氢气流速在38mL/min至40mL/min之间；

所述分解气体流量控制阀控制所述集气室送出的分解气体流速的上限在25mL/min以内；

所述氢火焰离子化检测器的工作温度控制在190℃至250℃之间。

5.如权利要求3所述的天然气水合物钻芯轻烃气体含量解析测试方法，其特征在于：

所述步骤12)进一步包括：

基于所述氢火焰离子化检测器的单位体积甲烷信号面积的标定值，对所述氢火焰离子化检测器采集到的天然气水合物钻芯分解产物的检测数据进行积分处理，并计算出天然气水合物钻芯分解产物中的轻烃气体体积；结合所述计重部件对所述分解室内天然气水合物钻芯质量的称重数据，计算出单位质量天然气水合物钻芯中的轻烃气体含量。