浅析一种便携式岩屑溶剂挥发装置设计

浅析一种便携式岩屑溶剂挥发装置设计

明晓峰

中石化胜利石油工程有限公司地质录井公司 邮编 2 57064

摘要: 岩屑岩性分析是地质勘探的重要工作环节，也是油气显示发现的基础手段。岩性分析前需要使用溶剂对其可能含有的烃类指示物进行萃取，萃取后需要挥发溶剂以便后续观察和分析。萃取挥发干燥的流程和工具主要是依靠外热源，外热源的选择和应用具有多样性，没有统一的标准和要求。日常工作需要时效，工具应用是时效的体现。本文从一种溶剂挥发装置的设计出发，探讨一种创新工具的应用。

关键词：岩屑；溶剂；挥发；装置

0 引言

在油气资源勘探中，油气的发现靠的是对岩石的物理和化学性质的综合分析利用，以及对地下流体的采集和分析，包括颜色、密度、粘度、溶解性、荧光性、旋光性、导电性及组份构成与反应、含油气分析等。在石油勘探中，现场地质录井掌握着石油显示发现的第一手资料。地质录井分析发现石油显示是建立在一系列的方法和手段的基础上的，包括对气测烃类的显示分析、岩石含油性的观察和岩石地化分析等等。其中，利用荧光灯（紫外线灯）对岩石含油性的观察是地质录井日常工作的一项重要内容，在荧光灯下观察岩石是否含油就是利用了石油的荧光性。石油在紫外线照射下会发出一种特殊‘光亮’，当照射停止时发光现象即消失，这种特性称石油的荧光性。因此，荧光灯成为地质录井现场不可或缺的重要设备之一，而荧光分析前岩屑样品的制备工作是关键。在常规模式下，外热源的应用是进行溶剂挥发的工具和方法，但是各种外热源都有其应用上的局限性，从这些方面看是值得探讨和分析的。

1 常规荧光分析流程

荧光分析是一种重要的技术手段，同时，在进行荧光分析之前的一系列岩石岩屑样品制备是保障荧光分析的基础，其中，岩屑油份的萃取是关键。下面，从具体的操作流程进行分析。

常用的荧光录井工作方法有：岩屑湿照、干照、滴照和系列对比，这是现场使用最广泛的一种方法。它的优点是简单易行，对样品无特殊要求，且能系统照射，对发现油气显示是一种极为重要的手段。为了及时有效地发现油气显示，尤其对轻质油，各油田采取了湿照和干照相结合的方法，使油气层发现率有了很大的提高。

岩屑滴照的方法是：

（1）准备滤纸。取一张定性滤纸，在紫外光下检查，确保洁净无油污；

（2）滴溶剂。把湿照挑出来的荧光显示岩屑一粒或数粒，放在备好的滤纸上，用有机溶剂清洗过的摄柄碾碎；

（3）溶剂挥发。悬空滤纸，在碾碎的岩样上滴一至二滴有机溶剂（四氯化碳）。待溶剂挥发后，在紫外光下观察。

在这种操作模式下，就涉及到了溶剂挥发情况。在现有的工作条件下，为了能够使溶剂挥发一般是采用几种方式：

① 将盛有岩屑颗粒的滤纸静止放置，慢慢等待溶剂挥发；

② 借助于操作环境中可能有的热源如热的物体表面或有风吹的地方，以此加快溶剂挥发；

③ 将滤纸置于灯泡底下，借助于灯泡的热量使溶剂挥发。

由上可知，无论哪种方式都不是科学高效的，同时，有毒溶剂挥发到作业环境中不利于职业健康保护。所以，创新设计一种高效的溶剂挥发装置是有必要的。

2 岩屑溶剂挥发装置的创新设计

在设计上，考虑其安全性和材质优选，本设计优选陶瓷制，其它附件为耐强酸碱材质，设计组成上有底盘、座盘、热杯、试剂瓶、吸气泵和套杯等：

（1）底盘。底盘为陶瓷制，圆形，底部为台阶。底盘的中间为空腔，作为加热腔，底盘底部均匀分布四个梯形撑角。① 加热腔。加热腔内放置加热炉；② 加热炉。小型电炉加热，温度可调，通过线孔引出电源线；③ 台阶。台阶为在底盘上的突出盘体，台阶用于坐落座盘。

（2）座盘。座盘卡座在底盘台阶外，和底盘呈密封结构。座盘的底部和底盘台阶对接座入，座盘的中心为空腔结构，形成保温腔。① 保温腔。保温腔和底盘的加热腔同径相通，保温腔的上部为集热板；② 集热板。底盘加热炉散发的热量在集热板上集聚，形成挥发热气流向上散热。座盘的对角两侧盘体中设计两个空槽，分别作为试剂瓶槽和吸气泵槽；③ 试剂瓶槽。试剂瓶槽为圆形，槽内放置小型试剂瓶；④ 吸气泵槽。吸气泵槽内放置小型吸气泵。

（3）热杯。热杯为双层空心杯，内贴保温层。热杯的底部直接座入集热板外壁，顶部开散热口。

（4）试剂瓶。试剂瓶放置在座盘上的试剂瓶槽内，试剂瓶内的试剂通过补剂孔加入，封盖防止挥发。补气嘴可压按进入空气使瓶内压力升高，然后通过补剂杆上行到滴嘴处。① 补气嘴。整个试（溶）剂瓶实为喷壶结构，压按补气嘴使试剂沿补剂杆上行；② 补剂杆。补剂杆为管材，补剂杆的顶部有转动快锁，快锁连接补剂杆和弯头，快锁接头360°可旋转；③ 弯头。弯头将试剂导入到滴嘴处，弯头为管材；④ 滴嘴。滴嘴为可控流量喷嘴，当补气嘴压迫试剂经补剂杆上行到达滴嘴时，转动滴嘴可开合使试（溶）剂滴落到滤纸上的岩屑中。

（5）吸气泵。电动小型吸气泵，吸气泵坐落入座盘上的吸气泵槽内。① 吸气管。吸气管为管材，吸气杆的顶部有转动快锁，快锁连接吸气杆和弯头，快锁接头360°可旋转；② 弯头。该弯头和吸气管呈角度弯曲，通过快锁接头可360°旋转，弯头的吸嘴在岩屑滤纸的中间位置；③ 排气管。排气管为软管，延伸至室外，岩屑分析试（溶）剂挥发出的有毒气味可通过排气管排空。

（6）套杯。根据岩屑的数量不同，可在散热口上套接不同直径的套杯，套杯为碗状，底部通孔。

3 结语

该设计采用层叠组合结构，整体可拆卸组装。底盘和座盘经台阶卡合可确保加热炉的热量得到有效传递，同时，解热板对热量进行集中和释放，热杯的保温层可将热量进一步集中，这样，在整体腔体中便形成了向上挥发的热气流。转动滴嘴可滴出试剂，避免了滴瓶吸管的繁琐操作，吸气泵可将有毒有害气体吸出排放到作业环境外，保护了操作人员的职业健康。

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