CN110441120B - 自动化黏土分离提取设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化黏土分离提取设备，包括水平移动机构、升降机构、黏土分离提取机构、工作台和控制柜，工作台的上方设有依次排列的若干个反应杯和若干个集样杯，且若干个反应杯和若干个集样杯一一对应，黏土分离提取机构包括加液管、黏土溶液提取管、反应废液排出管、样品废液排出管、盐酸罐和蒸馏水罐，加液管的出液口、反应废液排出管的进液口和黏土溶液提取管的进液口皆位于若干个反应杯的上方，黏土溶液提取管的出液口和样品废液排除管的进液口皆位于若干个集样杯的上方，反应废液排出管的出液口和样品废液排出管的出液口位于若干个废液漏斗的上方。本发明对黏土进行提取，自动化程度高，可靠性高，人为因素较小，大幅度解放劳动力。

Description

自动化黏土分离提取设备

技术领域

本发明属于石油勘探技术领域，特别是涉及一种自动化黏土分离提取设备。

背景技术

在油田勘探开发中，需要对岩石中的黏土微粒进行分析，黏土微粒就是黏土矿物的集合体，黏土矿物是指粒度很细的具有层状结构的硅酸盐矿物。因其在构造、晶体结构、化学组成和理化特性方面的特殊性，决定了黏土矿物在石油勘探研究中的重要作用和地位，对于指示沉积物物源具有重要的意义。

为了分析黏土物质组成、含量及其化学成分等性质，必须把黏土颗粒分离提取出来，黏土分离的好坏将直接影响分析测定结果，关于黏土的分离提取目前普遍采用水悬浮液分离方法，依据SY/T5163-2010《沉积岩中黏土矿物和常见非黏土矿物X射线衍射分析方法》进行各类黏土矿物的分析测定，根据流体静力学中的斯托克斯(Stocks)沉降定理，一定时间提取一定深度的黏土悬浮液，反复多次。虽然水悬浮液分离方法原理清晰、步骤明确，但是现在普遍通过人工操作，操作步骤繁琐，每次提取后需向烧杯中加入等量蒸馏水，再搅动、沉淀后提取，如此反复多次，人为因素影响较大。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种自动化黏土分离提取设备，对黏土进行提取，自动化程度高，可靠性高，人为因素较小，大幅度解放劳动力。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种自动化黏土分离提取设备，包括水平移动机构、升降机构、黏土分离提取机构、工作台和控制柜，所述工作台的上方设有依次排列的若干个反应杯和若干个集样杯，且若干个所述反应杯和若干个所述集样杯一一对应；

所述黏土分离提取机构包括加液管、黏土溶液提取管、反应废液排出管、样品废液排出管、盐酸罐和蒸馏水罐，所述加液管的出液口、所述反应废液排出管的进液口和所述黏土溶液提取管的进液口皆位于若干个所述反应杯的上方，所述黏土溶液提取管的出液口和所述样品废液排出管的进液口皆位于若干个所述集样杯的上方，所述反应废液排出管的出液口和所述样品废液排出管的出液口位于若干个废液漏斗的上方；

所述盐酸罐和盐酸管连通，所述蒸馏水罐和蒸馏水管连通，所述盐酸管、所述蒸馏水管和自来水管与所述加液管连通；

所述水平移动机构包括移动板、主动轮、同步带和驱动所述移动板水平移动的水平移动驱动电机，所述移动板与所述同步带固定，所述同步带套于所述主动轮和若干个同步轮，所述主动轮与所述水平移动驱动电机的输出轴连接，所述水平移动驱动电机固定于所述工作台；

所述升降机构包括升降板、上固定板、下固定板和驱动所述升降板上下升降的升降驱动电机，所述上固定板和若干根导向杆的上端连接，若干根所述导向杆的下端穿过升降板与下固定板连接，所述下固定板固定于所述移动板，所述升降驱动电机固定于所述上固定板，且所述升降驱动电机与转向器连接，所述转向器与升降丝杆连接，所述升降丝杆与升降板螺纹连接；

所述水平移动驱动电机、所述升降驱动电机和所述黏土分离提取机构皆与所述控制柜电连接。

进一步地说，所述工作台固定有至少一个废液槽，且所述废液槽位于所述反应杯和所述集样杯的下方，所述废液漏斗与所述废液槽连通，所述废液槽与废液管连通，废液管上设有pH计，所述pH计与所述控制柜电连接。

进一步地说，所述废液槽的内部设有支撑板和定位板，所述支撑板位于所述反应杯和所述集样杯的下方，所述定位板位于所述支撑板的上方，所述定位板设有与反应杯相匹配的第一定位孔和与所述集样杯相匹配的第二定位孔。

进一步地说，蒸馏水管上设有蒸馏水隔膜泵，盐酸管上设有盐酸计量泵，所述蒸馏水隔膜泵和所述盐酸计量泵皆与所述控制柜电连接。

进一步地说，自来水管上按照液体流向依次设有球头阀、减压阀、自来水电磁阀和自来水流量计，所述减压阀、所述自来水电磁阀和所述自来水流量计皆与所述控制柜电连接。

进一步地说，黏土溶液提取管上设有溶液提取隔膜泵，反应废液排出管上设有反应废液隔膜泵，样品废液排出管上设有样品废液隔膜泵，所述溶液提取隔膜泵、所述反应废液隔膜泵和所述样品废液隔膜泵皆与所述控制柜电连接。

进一步地说，所述加液管、所述黏土溶液提取管、所述反应废液排出管、所述样品废液排出管、所述溶液提取隔膜泵、所述反应废液隔膜泵、所述样品废液隔膜泵皆固定于所述升降板。

进一步地说，所述反应杯的上方设有搅拌棒，所述搅拌棒与搅拌驱动电机连接，所述搅拌驱动电机固定于所述升降板，且所述搅拌驱动电机与所述控制柜电连接。

进一步地说，所述搅拌棒、所述加液管的出液口和所述黏土溶液提取管的进液口的下方设有清洗槽，所述清洗槽与进水管连通，所述清洗槽的侧壁设有液位感应器，所述液位感应器与所述控制柜电连接。

进一步地说，所述上固定板和所述升降板之间设有第一波纹防护管套，所述下固定板和所述升降板之间设有第二波纹防护管套。

本发明的有益效果至少具有以下几点：

本发明包括水平移动机构、升降机构、黏土分离提取机构、工作台和控制柜，从而将黏土和岩石进行分离后，再对黏土进行提取，自动化程度高，可靠性高，人为因素较小，大幅度解放劳动力；

本发明的黏土分离提取机构包括加液管、黏土溶液提取管、反应废液排出管、样品废液排出管、盐酸罐和蒸馏水罐，从而通过盐酸去除反应杯中的碳酸盐后将黏土溶液通过黏土溶液提取管送入集样杯；

本发明的水平移动机构包括移动板、主动轮、同步带和驱动移动板水平移动的水平移动驱动电机，从而对多个反应杯和集样杯中的黏土进行处理；

本发明的升降机构包括升降板、上固定板、下固定板和驱动升降板上下升降的升降驱动电机，从而保证搅拌和液体抽取的高度，保证黏土分离和提取的效果，保证后期黏土分析测定的准确性；

本发明的废液管上设有pH计，废液管的末端分支成第一废液支管和第二废液支管，第一废液支管与废酸罐连通，当排出的废液的pH＜7时，通过第一废液支管存入废酸罐，当排出的废液的pH≥7时，可通过第二废液支管直接排放；

本发明的搅拌棒下方设有清洗槽，通过升降机构和水平移动机构使每次搅拌后将搅拌棒送入清洗槽进行清洗防止交叉污染；

本发明的上固定板和升降板之间设有第一波纹防护管套，下固定板和升降板之间设有第二波纹防护管套，从而保证升降机构的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的黏土分离提取机构的结构示意图；

图3是本发明的水平移动机构的结构示意图；

图4是本发明的升降机构的结构示意图；

图5是本发明的废液槽的结构示意图；

图6是本发明的图1的A处的放大图；

图7是本发明的液体流向图；

图8是本发明的控制原理图；

附图中各部分标记如下：

水平移动机构1、移动板11、主动轮12、同步带13、水平移动驱动电机14、同步轮15、升降机构2、升降板21、上固定板22、下固定板23、升降驱动电机24、导向杆25、转向器26、升降丝杆27、第一波纹防护管套28、第二波纹防护管套29、黏土分离提取机构3、加液管31、四通311、黏土溶液提取管32、溶液提取隔膜泵321、反应废液排出管33、反应废液隔膜泵331、样品废液排出管34、样品废液隔膜泵341、盐酸罐35、盐酸管351、盐酸计量泵3511、蒸馏水罐36、蒸馏水管361、蒸馏水隔膜泵3611、废液漏斗37、自来水管38、球头阀381、减压阀382、自来水电磁阀383、自来水流量计384、搅拌棒39、搅拌驱动电机310、工作台4、控制柜5、反应杯6、集样杯7、废液槽8、废液管81、pH计811、第一废液支管82、第二废液支管83、废液电磁阀84、支撑板85、定位板86、第一定位孔861、第二定位孔862、清洗槽9和液位感应器91。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例：一种自动化黏土分离提取设备，如图1-图8所示，包括水平移动机构1、升降机构2、黏土分离提取机构3、工作台4和控制柜5，所述工作台4的上方设有依次排列的若干个反应杯6和若干个集样杯7，且若干个所述反应杯6和若干个所述集样杯7一一对应；

所述黏土分离提取机构3包括加液管31、黏土溶液提取管32、反应废液排出管33、样品废液排出管34、盐酸罐35和蒸馏水罐36，所述加液管31的出液口、所述反应废液排出管33的进液口和所述黏土溶液提取管32的进液口皆位于若干个所述反应杯6的上方，所述黏土溶液提取管32的出液口和所述样品废液排出管的进液口皆位于若干个所述集样杯7的上方，所述反应废液排出管33的出液口和所述样品废液排出管34的出液口位于若干个废液漏斗37的上方；

所述盐酸罐35和盐酸管351连通，所述蒸馏水罐36和蒸馏水管361连通，所述盐酸管351、所述蒸馏水管361和自来水管38与所述加液管31连通；

具体实施时，所述盐酸管351、所述蒸馏水管361和自来水管38通过四通311与所述加液管31连通。

所述水平移动机构1包括移动板11、主动轮12、同步带13和驱动所述移动板11水平移动的水平移动驱动电机14，所述移动板11与所述同步带13固定，所述同步带13套于所述主动轮12和若干个同步轮15，所述主动轮12与所述水平移动驱动电机14的输出轴连接，所述水平移动驱动电机14固定于所述工作台4；

所述升降机构2包括升降板21、上固定板22、下固定板23和驱动所述升降板21上下升降的升降驱动电机24，所述上固定板22和若干根导向杆25的上端连接，若干根所述导向杆25的下端穿过升降板21与下固定板23连接，所述下固定板23固定于所述移动板11，所述升降驱动电机24固定于所述上固定板22，且所述升降驱动电机24与转向器26连接，所述转向器26与升降丝杆27连接，所述升降丝杆27与升降板21螺纹连接；

所述水平移动驱动电机14、所述升降驱动电机24和所述黏土分离提取机构3皆与所述控制柜5电连接。

所述工作台4固定有至少一个废液槽8，且所述废液槽8位于所述反应杯6和所述集样杯7的下方，所述废液漏斗37与所述废液槽8连通，所述废液槽8与废液管81连通，废液管81上设有pH计811，所述pH计811与所述控制柜5电连接。

具体实施时，所述废液管81的末端分支成第一废液支管82和第二废液支管83，第一废液支管82和第二废液支管83上皆设有废液电磁阀84，所述第一废液支管82与废酸罐连通，所述废液电磁阀84和所述控制柜5电连接。

所述废液槽8的内部设有支撑板85和定位板86，所述支撑板85位于所述反应杯6和所述集样杯7的下方，所述定位板86位于所述支撑板85的上方，所述定位板86设有与反应杯6相匹配的第一定位孔861和与所述集样杯7相匹配的第二定位孔862。

蒸馏水管361上设有蒸馏水隔膜泵3611，盐酸管351上设有盐酸计量泵3511，所述蒸馏水隔膜泵3611和所述盐酸计量泵3511皆与所述控制柜5电连接。

自来水管38上按照液体流向依次设有球头阀381、减压阀382、自来水电磁阀383和自来水流量计384，所述减压阀382、所述自来水电磁阀383和所述自来水流量计384皆与所述控制柜5电连接。

黏土溶液提取管32上设有溶液提取隔膜泵321，反应废液排出管33上设有反应废液隔膜泵331，样品废液排出管34上设有样品废液隔膜泵341，所述溶液提取隔膜泵321、所述反应废液隔膜泵331和所述样品废液隔膜泵341皆与所述控制柜5电连接。

所述加液管31、所述黏土溶液提取管32、所述反应废液排出管33、所述样品废液排出管34、所述溶液提取隔膜泵321、所述反应废液隔膜泵331、所述样品废液隔膜泵341皆固定于所述升降板21。

所述反应杯6的上方设有搅拌棒39，所述搅拌棒39与搅拌驱动电机310连接，所述搅拌驱动电机310固定于所述升降板21，且所述搅拌驱动电机310与所述控制柜5电连接。

所述搅拌棒39、所述加液管31的出液口和所述黏土溶液提取管32的进液口的下方设有清洗槽9，所述清洗槽9与进水管连通，所述清洗槽9的侧壁设有液位感应器91，所述液位感应器91与所述控制柜5电连接。

所述上固定板22和所述升降板21之间设有第一波纹防护管套28，所述下固定板23和所述升降板21之间设有第二波纹防护管套29。

本发明的工作原理如下：(1)将岩石黏土放于反应杯，加注自来水，并搅拌沉淀后将烧杯中的清液排出，(2)然后往反应杯中加入浓度为5％的盐酸，搅拌5-30min，再加入蒸馏水，搅拌5-30min，沉淀10-48h后排出上层的清酸液，若上层液体的pH＜7，继续加蒸馏水搅拌沉淀排废液，直至排出的上层液体的pH≥7，(3)然后往反应杯中加注蒸馏水，搅拌2-10min，沉淀6-10h，抽取液面下方10cm以上的液体至集样杯，获得黏土溶液，再往反应杯中加注蒸馏水、搅拌、沉淀、抽取(重复2-5次),(4)最后将集样杯中的黏土溶液沉淀4-7天，最后排出集样杯中的上清液，集样杯中的沉淀物即为黏土样品。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种自动化黏土分离提取设备，其特征在于：包括水平移动机构（1）、升降机构（2）、黏土分离提取机构（3）、工作台（4）和控制柜（5），所述工作台的上方设有依次排列的若干个反应杯（6）和若干个集样杯（7），且若干个所述反应杯和若干个所述集样杯一一对应；

所述黏土分离提取机构包括加液管（31）、黏土溶液提取管（32）、反应废液排出管（33）、样品废液排出管（34）、盐酸罐（35）和蒸馏水罐（36），所述加液管的出液口、所述反应废液排出管的进液口和所述黏土溶液提取管的进液口皆位于若干个所述反应杯的上方，所述黏土溶液提取管的出液口和所述样品废液排出管的进液口皆位于若干个所述集样杯的上方，所述反应废液排出管的出液口和所述样品废液排出管的出液口位于若干个废液漏斗（37）的上方；

所述盐酸罐和盐酸管（351）连通，所述蒸馏水罐和蒸馏水管（361）连通，所述盐酸管、所述蒸馏水管和自来水管（38）与所述加液管连通；

所述水平移动机构包括移动板（11）、主动轮（12）、同步带（13）和驱动所述移动板水平移动的水平移动驱动电机（14），所述移动板与所述同步带固定，所述同步带套于所述主动轮和若干个同步轮（15），所述主动轮与所述水平移动驱动电机的输出轴连接，所述水平移动驱动电机固定于所述工作台；

所述升降机构包括升降板（21）、上固定板（22）、下固定板（23）和驱动所述升降板上下升降的升降驱动电机（24），所述上固定板和若干根导向杆（25）的上端连接，若干根所述导向杆的下端穿过升降板与下固定板连接，所述下固定板固定于所述移动板，所述升降驱动电机固定于所述上固定板，且所述升降驱动电机与转向器（26）连接，所述转向器与升降丝杆（27）连接，所述升降丝杆与升降板螺纹连接；

所述水平移动驱动电机、所述升降驱动电机和所述黏土分离提取机构皆与所述控制柜电连接；

所述工作台固定有至少一个废液槽（8），且所述废液槽位于所述反应杯和所述集样杯的下方，所述废液漏斗与所述废液槽连通，所述废液槽与废液管（81）连通，废液管上设有pH计（811），所述pH计与所述控制柜电连接；

所述废液槽的内部设有支撑板（85）和定位板（86），所述支撑板位于所述反应杯和所述集样杯的下方，所述定位板位于所述支撑板的上方，所述定位板设有与反应杯相匹配的第一定位孔（861）和与所述集样杯相匹配的第二定位孔（862）；

黏土溶液提取管上设有溶液提取隔膜泵（321），反应废液排出管上设有反应废液隔膜泵（331），样品废液排出管上设有样品废液隔膜泵（341），所述溶液提取隔膜泵、所述反应废液隔膜泵和所述样品废液隔膜泵皆与所述控制柜电连接；

所述加液管、所述黏土溶液提取管、所述反应废液排出管、所述样品废液排出管、所述溶液提取隔膜泵、所述反应废液隔膜泵、所述样品废液隔膜泵皆固定于所述升降板；

所述反应杯的上方设有搅拌棒（39），所述搅拌棒与搅拌驱动电机（310）连接，所述搅拌驱动电机固定于所述升降板，且所述搅拌驱动电机与所述控制柜电连接；

所述搅拌棒、所述加液管的出液口和所述黏土溶液提取管的进液口的下方设有清洗槽（9），所述清洗槽与进水管连通，所述清洗槽的侧壁设有液位感应器（91），所述液位感应器与所述控制柜电连接。

2.根据权利要求1所述的自动化黏土分离提取设备，其特征在于：蒸馏水管上设有蒸馏水隔膜泵（3611），盐酸管上设有盐酸计量泵（3511），所述蒸馏水隔膜泵和所述盐酸计量泵皆与所述控制柜电连接。

3.根据权利要求1所述的自动化黏土分离提取设备，其特征在于：自来水管上按照液体流向依次设有球头阀（381）、减压阀（382）、自来水电磁阀（383）和自来水流量计（384），所述减压阀、所述自来水电磁阀和所述自来水流量计皆与所述控制柜电连接。

4.根据权利要求1所述的自动化黏土分离提取设备，其特征在于：所述上固定板和所述升降板之间设有第一波纹防护管套（28），所述下固定板和所述升降板之间设有第二波纹防护管套（29）。