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原文传递页岩含气量测试装置及方法

专利名称：	页岩含气量测试装置及方法
摘要：	本发明公开一种页岩含气量测试装置及方法，其中，一种页岩含气量测试装置，包括：反应容器；所述反应容器具有反应腔和可移动的第一壁板，所述第一壁板通过移动以使所述反应腔的体积改变；所述反应容器连接有用于测量所述反应腔内压力的第一压力测量机构、用于调节所述反应腔内温度的温度调节机构、用于测量所述反应腔内温度的温度测量机构；设于所述反应腔内的置物结构；所述置物结构具有可容纳页岩样品的第一容纳腔；用于测量所述置物结构质量的质量测量机构；与所述反应容器连接的注气机构；所述注气机构用于向所述反应腔内注气。本申请所提供的页岩含气量测试装置及方法，能够快速反映压力变化，减少测试时间，提高测试效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国石油大学(北京)
发明人：	李卓;梁志凯;姜振学;张瀛涵;于海龙
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-06T00:00:00+0800
申请号：	CN201910397347.7
公开号：	CN110095375A
代理机构：	北京三友知识产权代理有限公司
代理人：	张印铎;李辉
分类号：	G01N5/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N5
申请人地址：	102249 北京市昌平区府学路18号
主权项：	1.一种页岩含气量测试装置，其特征在于，包括：反应容器；所述反应容器具有反应腔和可移动的第一壁板，所述第一壁板通过移动以使所述反应腔的体积改变；所述反应容器连接有用于测量所述反应腔内压力的第一压力测量机构、用于调节所述反应腔内温度的温度调节机构、用于测量所述反应腔内温度的温度测量机构；设于所述反应腔内的置物结构；所述置物结构具有可容纳页岩样品的第一容纳腔；用于测量所述置物结构质量的质量测量机构；与所述反应容器连接的注气机构；所述注气机构用于向所述反应腔内注气。 2.根据权利要求1所述的页岩含气量测试装置，其特征在于，所述第一壁板的移动方向垂直于所述第一壁板，所述第一壁板的边缘设有将所述第一壁板和所述反应容器之间密封的密封垫。 3.根据权利要求1所述的页岩含气量测试装置，其特征在于，所述第一壁板背对所述反应腔的一侧连接有可驱动所述第一壁板移动的电机，所述电机和所述第一壁板通过驱动杆连接。 4.根据权利要求1所述的页岩含气量测试装置，其特征在于，所述质量测量机构设置在所述反应容器顶部，所述质量测量机构将所述置物结构吊设在所述反应腔内部。 5.根据权利要求1所述的页岩含气量测试装置，其特征在于，所述温度调节机构包括发热组件，以及与所述发热组件相连接的发热组件控制器。 6.根据权利要求5所述的页岩含气量测试装置，其特征在于，所述反应容器具有第二壁板，所述第二壁板设有用于容纳所述发热组件的第二容纳腔。 7.根据权利要求1所述的页岩含气量测试装置，其特征在于，所述注气机构包括第一气瓶、第二气瓶、注气泵、真空泵、第三气瓶；所述第一气瓶用于容纳吸附气体，所述第二气瓶用于容纳非吸附气体，所述第三气瓶连接有用于测量所述第三气瓶内压力的第二压力测量机构。 8.根据权利要求7所述的页岩含气量测试装置，其特征在于，所述注气机构还包括：用于控制所述第一气瓶的第一阀门、用于控制所述第二气瓶的第二阀门、用于控制所述注气泵的第三阀门、用于控制所述真空泵的第四阀门、用于控制所述第三气瓶的第五阀门。 9.根据权利要求7所述的页岩含气量测试装置，其特征在于，所述第一气瓶用于容纳甲烷，所述第二气瓶用于容纳氦气；所述第一气瓶连接有用于测量所述第一气瓶内压力的第三压力测量机构，所述第二气瓶连接有用于测量所述第二气瓶内压力的第四压力测量机构，所述注气机构和所述反应容器之间设有流量计，用于测量所述注气机构向所述反应腔内注气的流量。 10.一种页岩含气量测试方法，其特征在于，该测试方法采用如权利要求1-9任一所述页岩含气量测试装置，所述页岩含气量测试方法包括如下步骤：将第一容纳腔填满有页岩样品的所述置物结构放入所述反应腔内，测量此时所述置物结构的第一质量；向所述反应腔内注入非吸附气体，测量所述页岩样品体积；向所述反应腔内注入吸附气体，移动所述反应容器的第一壁板以使所述反应腔内的压力达到预定压力，测量此时所述置物结构的第二质量；根据所述第一质量、所述页岩样品体积和所述第二质量计算所述页岩样品吸附气的质量和游离气的质量。 11.根据权利要求10所述的页岩含气量测试方法，其特征在于，所述测量所述页岩样品体积具体包括如下步骤：在将页岩样品放入所述置物结构前，测量所述反应腔的体积V1，测量所述置物结构的体积V21、容积V22；在将所述置物结构放入所述反应腔内后，对所述反应腔进行抽真空操作；向所述反应腔内注入氦气，所述氦气的体积V0、压力P0由第三气瓶测得，所述页岩样品体积Vs的计算公式为：上式中，Vs为所述页岩样品体积，单位为m3；V1为所述反应腔的体积，单位为m3；V21为所述置物结构的体积，单位为m3；V22为所述置物结构的容积，单位为m3；V0为注入氦气的体积，即所述第三气瓶的容积，单位为m3；P0为所述第三气瓶注入氦气后的压力，单位为Pa；P1为所述反应腔内注入氦气后的压力，单位为Pa。 12.根据权利要求11所述的页岩含气量测试方法，其特征在于，所述测量所述置物结构的第二质量具体包括如下步骤：对所述反应腔进行抽真空操作；向所述反应腔内注入甲烷，移动所述反应容器的第一壁板以使所述反应腔内的压力达到预定压力，测量此时所述置物结构的第二质量。 13.根据权利要求12所述的页岩含气量测试方法，其特征在于，所述计算所述页岩样品吸附气的质量和游离气的质量，具体包括如下步骤：计算所述页岩样品中吸附气的质量，吸附气的质量m吸的计算公式为： m吸＝m2-m0 上式中，m吸为所述吸附气的质量，单位为g；m2为向所述反应腔内注入甲烷后所述置物结构的第二质量，单位为g；m0为将页岩样品放入置物结构后所述置物结构的第一质量，单位为g；计算所述页岩样品中游离气的质量，游离气的质量m游的计算公式为：上式中，m游为所述游离气的质量，单位为g；V22为所述置物结构的容积，单位为m3；Vs为所述页岩样品体积，单位为m3；P2为所述反应腔内注入甲烷后的压力，单位为Pa；M为甲烷的摩尔质量，具体值为16g/mol；R为理想气体常数；T为所述反应腔内注入甲烷后的温度，单位为K。
所属类别：	发明专利