一種煤層氣吸附解吸實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于實驗室實驗裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種煤層氣吸附解吸實驗裝置，其應(yīng)用于實驗室模擬煤層氣聚集賦存、卸壓開采解吸的技術(shù)研究領(lǐng)域，對煤層氣吸附解吸特性的評價。
【背景技術(shù)】
[0002]煤層氣吸附解吸機(jī)理對認(rèn)識煤巖的儲氣-產(chǎn)出規(guī)律、臨界解吸壓力測試具有決定性作用;且煤層氣的吸附解吸數(shù)據(jù)又是煤層氣產(chǎn)能評價與預(yù)測必不可少的重要參數(shù)，這都決定了開展煤層氣吸附解吸實驗的必要性和重要性。
[0003]目前，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量煤層氣吸附解吸實驗的研究，但實驗研究方法主要是把不同粒徑煤粉放入樣品缸，對其進(jìn)行注氣吸附一卸壓解吸，這種方法存在無軸壓、圍壓加載的缺陷，且破壞煤樣原始結(jié)構(gòu)，不能模擬煤儲層的地質(zhì)條件。因此，如何在實驗室內(nèi)模擬煤地下儲層環(huán)境，以及在此環(huán)境下開展煤層氣吸附解吸實驗，是實驗室測試人員孜孜以求的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服上述已有技術(shù)的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種煤層氣吸附解吸實驗裝置，其能夠?qū)ψ匀幻簶邮┘硬煌膽?yīng)力和溫度，模擬煤儲層地質(zhì)環(huán)境下煤層氣吸附解吸過程，研究煤樣中吸附的甲烷氣體在溫度-壓力雙重作用下解吸特征。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:其包括三軸巖心夾持器，所述三軸巖心夾持器包括腔體以及其內(nèi)部設(shè)有的夾持工位，所述夾持工位的徑向外周與腔體之間設(shè)有膠筒外圍空間，所述夾持工位軸向的一端或者兩端設(shè)有軸向加壓缸空間；所述腔體上分別設(shè)有與夾持工位連通的實驗進(jìn)口和實驗出口 ；其特征在于:還包括甲烷注氣單元、甲燒解吸單元、真空抽氣單元、圍壓加載注液單元、軸壓加載注液單元以及加熱單元，其中:
[0006]所述甲烷注氣單元包括甲烷氣源，所述三軸巖心夾持器的實驗進(jìn)口通過進(jìn)口管線及閥門、壓力表與所述甲烷氣源連接；
[0007]所述甲烷解吸單元包括水槽、量筒，所述三軸巖心夾持器的實驗出口通過出口管線連接所述水槽的進(jìn)水口，所述水槽的排水口與所述量筒連通；
[0008]所述真空抽氣單元包括真空栗，所述真空栗通過真空管線及閥門、壓力表與所述出口管線并接；
[0009]所述圍壓加載注液單元通過加壓管線與所述三軸巖心夾持器的外圍加壓空間連通;所述軸壓加載注液單元通過加壓管線與所述三軸巖心夾持器的軸向加壓缸空間連通；
[0010]所述加熱單元包括安裝在腔體上的溫度傳感器、電加熱器件，且二者通過溫度控制器聯(lián)動控制。
[0011]上述方案進(jìn)一步優(yōu)選為:
[0012]所述進(jìn)口管線上設(shè)有用于調(diào)節(jié)注氣壓力的減壓器，通過調(diào)節(jié)減壓器，能夠?qū)ν幻簶痈淖冏鈮毫Υ笮　?br>[0013]所述圍壓加載注液單元、軸壓加載注液單元均包括手動水壓栗，所述加壓管線上均安裝有手動閥門以及壓力表，即采用水壓作為圍壓、軸壓的加載壓力源。
[0014]所述閥門均為手動閥門，成本低且容易維護(hù)保養(yǎng)。
[0015]本實用新型所提供的一種煤層氣吸附解吸實驗裝置，由于設(shè)計了由手動水壓栗、三軸巖心夾持器等組成的圍壓及軸壓應(yīng)力加載系統(tǒng)，以及由溫度傳感器、電加熱器件及溫度控制器等組成的溫控系統(tǒng)，同時采用自然煤樣，在不破壞原煤結(jié)構(gòu)條件下進(jìn)行煤層氣吸附解吸實驗，其優(yōu)點在于這種煤層氣吸附解吸實驗裝置，能在實驗室內(nèi)較真實的模擬煤地下儲層環(huán)境，以及在此環(huán)境下進(jìn)行煤層氣吸附解吸實驗，為深入研究煤層氣吸附解吸機(jī)理提供技術(shù)支持。
【附圖說明】

[0016]為了更清楚的說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單介紹，顯然，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實用新型一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中:1、甲烷氣瓶，2-1、第一手動閥，2-2、第二手動閥，2-3、第三手動閥，2_4、第四手動閥，2-5、第五手動閥，3-1、第一壓力表，3-2、第二壓力表，3-3、第三壓力表，3-4、第四壓力表，3-5、第五壓力表，4、三軸巖心夾持器，5、溫度傳感器，6、煤樣，7、溫度控制器，8-1、第一手動水壓栗、8-2、第二手動水壓栗，9-1、真空栗，10、水槽，11、量筒，12、軸向加壓缸空間，13、膠筒外圍空間，14、電加熱器件，15、減壓器。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0020]參照圖1，一種煤層氣吸附解吸實驗裝置，包括包括甲烷氣瓶1、手動閥2、壓力表3、三軸巖心夾持器4、溫度傳感器5、溫度控制器7、手動水壓栗8、真空栗9、水槽10、量筒11、電加熱器件14、減壓器15。甲烷氣瓶I通過管線經(jīng)第一壓力表3-1、第一手動閥2-1、減壓器15、第五壓力表3-5與三軸巖心夾持器4的實驗進(jìn)口相連;三軸巖心夾持器4的夾持工位放置煤樣6;第一手動水壓栗8-1通過管線經(jīng)第二手動閥2-2、第二壓力表3-2與三軸巖心夾持器4的膠筒外圍空間13相通，實現(xiàn)對煤樣6圍壓加載;第二手動水壓栗8-2通過管線經(jīng)第三手動閥2-3、第三壓力表3-3與三軸巖心夾持器4的軸向加壓缸空間12相通，實現(xiàn)對煤樣6軸壓加載；三軸巖心夾持器4腔體上安裝有溫度傳感器5、電加熱器件14，且二者分別通過信號線和控制線與溫度控制器7連接構(gòu)成溫控系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度的自動控制;三軸巖心夾持器4的實驗出口通過出口管線經(jīng)第五手動閥2-5與水槽10、量筒11順次相連;真空栗9通過管線經(jīng)第四壓力表3-4、第四手動閥2-4連接在三軸巖心夾持器4出口管線上，以便對三軸巖心夾持器4中煤樣6抽真空。
[0021 ]三軸巖心夾持器在巖心滲透率測試領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)也均為本領(lǐng)域所公知的技術(shù)，比如中國專利CN20081024377UCN201220223263分別公開了三軸巖心夾持器的結(jié)構(gòu)。
[0022]孔隙壓力與煤層氣吸附解吸特性關(guān)系實驗的工作過程:首先保證所有閥門都關(guān)閉，將煤樣6放置于三軸巖心夾持器4的夾持工位中，將兩側(cè)端蓋擰緊;然后，打開第四手動閥2-4，開啟真空栗9，并用真空栗9對三軸巖心夾持器4中的煤樣6抽真空，當(dāng)真空壓力達(dá)到設(shè)定值后，關(guān)閉第四手動閥2-4和真空栗9;開啟溫度控制器7，將溫度設(shè)定在實驗溫度;打開第三手動閥2-3，利用第二手動水壓栗8-2，對煤樣施加軸向應(yīng)力到設(shè)定值;打開第二手動閥2-2，利用第一手動水壓栗8-1，對煤樣施加圍壓到設(shè)定值;打開第一手動閥2-1，通入甲烷氣體，開啟并調(diào)節(jié)減壓器15，使甲烷注氣壓力達(dá)到所需的工作壓力，并記錄此時第五壓力表3-5數(shù)值;吸附12小時后，先關(guān)閉第一手動閥2-1，關(guān)閉減壓器15，打開第五手動閥2-5，用管線將產(chǎn)出氣體引入水槽10，排水至量筒11，記錄解吸氣體積及解吸時間，解吸至不再有氣體析出為解吸結(jié)束；在以上實驗基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)減壓器15，對同一煤樣改變注氣壓力大小，重復(fù)吸附和解吸實驗步驟，依次測量不同解吸時間下解吸氣體積。
【主權(quán)項】
1.一種煤層氣吸附解吸實驗裝置，包括三軸巖心夾持器，所述三軸巖心夾持器包括腔體以及其內(nèi)部設(shè)有的夾持工位，所述夾持工位的徑向外周與腔體之間設(shè)有膠筒外圍空間，所述夾持工位軸向的一端或者兩端設(shè)有軸向加壓缸空間;所述腔體上分別設(shè)有與夾持工位連通的實驗進(jìn)口和實驗出口；其特征在于:還包括甲烷注氣單元、甲烷解吸單元、真空抽氣單元、圍壓加載注液單元、軸壓加載注液單元以及加熱單元，其中: 所述甲烷注氣單元包括甲烷氣源，所述三軸巖心夾持器的實驗進(jìn)口通過進(jìn)口管線及閥門、壓力表與所述甲烷氣源連接； 所述甲烷解吸單元包括水槽、量筒，所述三軸巖心夾持器的實驗出口通過出口管線連接所述水槽的進(jìn)水口，所述水槽的排水口與所述量筒連通； 所述真空抽氣單元包括真空栗，所述真空栗通過真空管線及閥門、壓力表與所述出口官線并接； 所述圍壓加載注液單元通過加壓管線與所述三軸巖心夾持器的外圍加壓空間連通;所述軸壓加載注液單元通過加壓管線與所述三軸巖心夾持器的軸向加壓缸空間連通； 所述加熱單元包括安裝在腔體上的溫度傳感器、電加熱器件，且二者通過溫度控制器聯(lián)動控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣吸附解吸實驗裝置，其特征在于:所述進(jìn)口管線上設(shè)有用于調(diào)節(jié)注氣壓力的減壓器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣吸附解吸實驗裝置，其特征在于:所述圍壓加載注液單元、軸壓加載注液單元均包括手動水壓栗，所述加壓管線上均安裝有手動閥門以及壓力表。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣吸附解吸實驗裝置，其特征在于:所述閥門均為手動閥門。
【專利摘要】本實用新型公開了一種煤層氣吸附解吸實驗裝置，包括三軸巖心夾持器,甲烷注氣單元、甲烷解吸單元、真空抽氣單元、圍壓加載注液單元、軸壓加載注液單元以及加熱單元，三軸巖心夾持器包括腔體以及其內(nèi)部設(shè)有的夾持工位，所述夾持工位的徑向外周與腔體之間設(shè)有膠筒外圍空間，所述夾持工位軸向的一端或者兩端設(shè)有軸向加壓缸空間；所述腔體上分別設(shè)有與夾持工位連通的實驗進(jìn)口和實驗出口。本實用新型能在實驗室內(nèi)較真實的模擬煤地下儲層環(huán)境，以及在此環(huán)境下進(jìn)行煤層氣吸附解吸實驗，為深入研究煤層氣吸附解吸機(jī)理提供技術(shù)支持。
【IPC分類】G01N7/04, G01N7/16, G01N7/00
【公開號】CN205384199
【申請?zhí)枴緾N201620174992
【發(fā)明人】萬軍鳳, 王飛, 宿連軍
【申請人】萬軍鳳
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年3月9日