一种气体采样装置及采气系统的制作方法

1.本实用新型涉及气体开采技术领域，特别涉及一种气体采样装置及采气系统。


背景技术：

2.地下含气储层具有大量的气体资源，例如天然气等。气体资源具有不同的天然地层压力，因此气体资源经由采气树到达地面、通过分离器去除其所携带的地层水等液体后，在井口往往具有不同的气流压力，常见的高压气流井口压力可达20-30mpa，也有些气井井口压力仅0.1-0.2mpa。气井井口压力的差异对气体资源采样的体积有影响，常见的承压采样气瓶体积在1-5l，同样规格的气瓶在分别采集高压气井和低压气井气体资源样品时，所捕获的气量(折算为实验室条件下的气体体积)大有不同，由高压气井所获取的气体资源气量可达低压气井的数十倍，后者往往由于采集气量较少而无法满足实验测试需求。同时，在在开采天然气时，天然气组分随着碳数的增加(由甲烷至乙烷、丙烷等)，含量逐渐降低，在天然气中能检测到的最高碳数组分可达c7-c8，但c5以上含量微乎其微，在常温下极易附着在管道内壁、难以捕获。


技术实现要素：

3.(一)实用新型目的
4.本实用新型的目的是提供一种气体采样装置及采气系统以解决现有技术中气体采样装置不能针对不同气压的气体进行采样的技术问题。
5.(二)技术方案
6.为解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种气体采样装置，包括：壳体，进气管路的一端设置在所述壳体内部，出气管路的一端设置在所述壳体内部；储气室，所述储气室设置在所述壳体内，且与所述进气管路和所述出气管路连通；第一阀门，所述第一阀门为多个，分别设置在所述进气管路和所述出气管路上；加热部，所述加热部设置在所述储气室和所述进气管路外部，用于加热所述储气室和所述进气管路内部的气体。
7.进一步地，还包括：清洗气储室，所述清洗气储室分别与所述储气室和所述进气管路连通；所述清洗气储室与所述储气室之间设置有第二阀门；所述清洗气储室与所述进气管路之间设置有第二阀门。
8.进一步地，还包括：第一压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述壳体外的所述进气管路上，所述第一传感器用于检测所述进气管路的压力；第二压力传感器，所述第一压力传感器设置在所述壳体外的所述出气管路上，所述第二传感器(620)用于检测所述出气管路(120)的压力。
9.进一步地，所述储气室内设有活塞，所述活塞用于为所述储气室的气体增压。
10.进一步地，还包括：驱动设备，所述驱动设备设置于所述壳体内，用于控制所述活塞运动。
11.进一步地，还包括：电源，所述电源设置于所述壳体内且与所述驱动设备连接，用
于为所述驱动设备供电。
12.进一步地，所述壳体表面安装有太阳能电池板，所述太阳能电池板与所述电源连接。
13.进一步地，所述第一阀门为单向止回阀。
14.进一步地，还包括：提手，所述提手设置在所述壳体外表面。
15.根据本实用新型的另一个方面，提供一种采气系统，包括如上述方案任一项所述的气体采样装置。
16.(三)有益效果
17.本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
18.本实用新型的气体采样装置可用于具有不同井口压力的气井，对于低压气井的天然气可进行加热增压，以获取足量气体以供后续分析测试等工作，对于含有c5-c8的气体，可通过加热部加热进气管路实现c5-c8的捕获，以便在后期实验室测试时获取更多的天然气地球化学信息。有效解决了低压气井难以采集足够气量的问题，通过关闭出气管路上的第一阀门压缩气体，可精确控制气体压力与气量；有效解决了天然气中c5-c8气体组分难以捕获的问题，以满足实验室分析之需；有效解决了不同气井取样时气样的污染问题，消除了采样的记忆效应，避免样品混染。
附图说明
19.图1是根据本实用新型一实施例的气体采样装置的结构示意图。
20.附图标记：
21.100：壳体；110：进气管路；120：出气管路；200：储气室；210：活塞；310：第一阀门；320：第二阀门；400：加热部；500：清洗气储室；610：第一传感器；620：第二传感器；700：驱动设备；800：电源；900：提手。
具体实施方式
22.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
23.在附图中示出了根据本实用新型实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
24.显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
26.以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
27.图1是根据本实用新型一实施例的气体采样装置的结构示意图。
28.如图1所示，在本实用新型一实施例中，提供了一种气体采样装置，可以包括：壳体100，进气管路110的一端设置在所述壳体100内部，出气管路120的一端设置在所述壳体100内部；储气室200，所述储气室200设置在所述壳体100内，且与所述进气管路110和所述出气管路120连通；第一阀门310，所述第一阀门310为多个，分别设置在所述进气管路110和所述出气管路120上；加热部400，所述加热部400设置在所述储气室200和所述进气管路110外部，用于加热所述储气室200和所述进气管路110内部的气体。
29.本实用新型的气体采样装置可用于具有不同井口压力的气井，对于低压气井的天然气可进行加热增压，以获取足量气体以供后续分析测试等工作，对于含有c5-c8的气体，可通过加热部400加热进气管路110实现c5-c8的捕获，以便在后期实验室测试时获取更多的天然气地球化学信息。有效解决了低压气井难以采集足够气量的问题，通过关闭出气管路120上的第一阀门310压缩气体，可精确控制气体压力与气量；有效解决了天然气中c5-c8气体组分难以捕获的问题，以满足实验室分析之需；有效解决了不同气井取样时气样的污染问题，消除了采样的记忆效应，避免样品混染。
30.在一可选实施例中，壳体100，所述壳体100上开设有进气口和出气口，进气管路110穿过所述进气口连通所述壳体100的内部和外部，出气管路120穿过所述出气口连通所述壳体100的内部和外部。
31.在一可选实施例中，所述进气管路110的管线内径为4-6mm。
32.在一可选实施例中，所述出气管路120的管线内径为4-6mm。
33.在一可选实施例中，所述加热部400为加热丝。
34.在一可选实施例中，所述进气管路110的内壁有特氟龙涂层防止硫化氢等酸性气体腐蚀。
35.在一可选实施例中，所述出气管路120的内壁有特氟龙涂层防止硫化氢等酸性气体腐蚀。
36.在一可选实施例中，所述储气室200内部承压储气腔体体积为3-5l。
37.在一可选实施例中，所述气体采样装置还可以包括：清洗气储室500，所述清洗气储室500分别与所述储气室200和所述进气管路110连通。本实用新型的所述气体采样装置还具有自清洁功能，所述储气室200向所述进气管路110和所述储气室200注入清洗气。
38.在一可选实施例中，所述清洗气储室500与所述进气管路110通过多个管路连通，多个所述管路之间并联。
39.在一可选实施例中，所述清洗气为有机清洗试剂清洗内壁，减少样品记忆效应与混样影响。
40.在一优选实施例中，清洗气为二氯乙烷。
41.在一可选实施例中，所述清洗气储室500与所述储气室200之间设置有第二阀门320。
42.在一可选实施例中，所述壳体100外表面还设有控制器，所述控制器分别与所有的所述第一阀门310和所述第二阀门320，用于分别控制每一个所述第一阀门310和所述第二
阀门320。
43.在一可选实施例中，所述清洗气储室500与所述进气管路110之间设置有第二阀门320。
44.在一可选实施例中，所述气体采样装置还可以包括：第一传感器610，所述第一传感器610设置在所述壳体100外的所述进气管路110上，所述第一传感器610用于检测所述进气管路110的压力。
45.在一可选实施例中，所述第一传感器610为气压计。
46.在一可选实施例中，所述第一传感器610为气压表。
47.在一可选实施例中，所述气体采样装置还可以包括：第二传感器620，所述第一传感器610设置在所述壳体100外的所述出气管路120上，所述第二传感器620用于检测所述出气管路120的压力。
48.在一可选实施例中，所述第二传感器620为气压计。
49.在一可选实施例中，所述第二传感器620为气压表。
50.在一可选实施例中，所述储气室200内设有活塞210，所述活塞210用于为所述储气室200的气体增压。对于低压气井的天然气可通过活塞210对储气室200内的气体进行压缩，以获取足量气体以供后续分析测试等工作。
51.在一可选实施例中，所述活塞210的最大加压压力的范围为6-8mpa。
52.在一可选实施例中，所述气体采样装置还可以包括：驱动设备700，所述驱动设备700设置于所述壳体100内，用于控制所述活塞210运动。
53.在一可选实施例中，所述壳体100外表面还设有控制器，所述控制器与所述驱动设备700连接，控制所述所述驱动设备700开启或停止工作。
54.在一可选实施例中，所述气体采样装置还可以包括：电源800，所述电源800设置于所述壳体100内且与所述驱动设备700连接，用于为所述驱动设备700供电。
55.在一可选实施例中，所述电源800为蓄电池。
56.在一可选实施例中，蓄电池规格为12v，5a。
57.在一可选实施例中，所述电源800可以包括插头，所述插头伸出壳体，用于连接外部供电设备。
58.在一可选实施例中，所述壳体100表面安装有太阳能电池板，所述太阳能电池板与所述电源800连接。
59.在一可选实施例中，所述第一阀门310为单向止回阀。
60.在一可选实施例中，所述气体采样装置还可以包括：提手900，所述提手900设置在所述壳体100外表面。提手900可以帮助工作人员运送和携带所述气体采样装置。
61.在本实用新型另一实施例中，提供了一种采气系统，可以包括如上述方案任一项所述的气体采样装置。
62.所述气体采样装置的采样过程：
63.对于高压气井：将所述进气管路110的进气口连接至井口，将储气钢瓶(或其他储气容器)连接至装置所述出气管路120的出气口，关闭所述清洗气储室500的所有的所述第二阀门320；开启所述加热部400，缓慢开启进气口的所述第一阀门310，对储气钢瓶进行气洗；充分洗净储气钢瓶内部空气后，观察两个压力传感器(所述第一传感器610和所述第二
传感器620)，待两个压力传感器均达到4mpa时关闭所有所述第一阀门310，完成采样。
64.采样后，开启所述清洗气储室500的所有的所述第二阀门320，向所述进气管路110和所述出气管路120及所述清洗气储室500内注入二氯乙烷进行清洁。
65.对于低压气井，将所述进气管路110的进气口连接至井口，将储气钢瓶(或其他储气容器)连接至装置所述出气管路120的出气口，关闭所述清洗气储室500的所有的所述第二阀门320；开启所述加热部400，缓慢开启进气口的所述第一阀门310，对储气钢瓶进行气洗；充分洗净储气钢瓶内部空气后，开启驱动设备700，推动活塞210进行加压排气，压缩气体排出、进入储气钢瓶(或其他储气容器)，完成一次压缩排气后，退出活塞210；观察两个传感器(所述第一传感器610和所述第二传感器620)，待两个压力传感器达到相同压力、保持稳定后，再次开启驱动设备700，推动活塞210进行加压排气；待两个压力传感器均达到4mpa时关闭所有所述第一阀门310，完成采样。
66.采样后，开启所述清洗气储室500的所有的所述第二阀门320，向所述进气管路110和所述出气管路120及所述清洗气储室500内注入二氯乙烷进行清洁。
67.本实用新型旨在保护一种气体采样装置及采气系统，其气体采样装置包括：壳体100，进气管路110的一端设置在所述壳体100内部，出气管路120的一端设置在所述壳体100内部；储气室200，所述储气室200设置在所述壳体100内，且与所述进气管路110和所述出气管路120连通；第一阀门310，所述第一阀门310为多个，分别设置在所述进气管路110和所述出气管路120上；加热部400，所述加热部400设置在所述储气室200和所述进气管路110外部，用于加热所述储气室200和所述进气管路110内部的气体。本实用新型的气体采样装置可用于具有不同井口压力的气井，对于低压气井的天然气可进行加热增压，以获取足量气体以供后续分析测试等工作，对于含有c5-c8的气体，可通过加热部400加热进气管路110实现c5-c8的捕获，以便在后期实验室测试时获取更多的天然气地球化学信息。有效解决了低压气井难以采集足够气量的问题，通过关闭出气管路120上的第一阀门310压缩气体，可精确控制气体压力与气量；有效解决了天然气中c5-c8气体组分难以捕获的问题，以满足实验室分析之需；有效解决了不同气井取样时气样的污染问题，消除了采样的记忆效应，避免样品混染。
68.以上参照本实用新型的实施例对本实用新型予以了说明。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本实用新型的范围。本实用新型的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本实用新型的范围，本领域技术人员可以做出多种替换和修改，这些替换和修改都应落在本实用新型的范围之内。