止閥54，三軸夾持器32內的氣液混合體經(jīng)過第三壓力表52和制冷器55進入氣液分離器49，被冷卻的液體在氣液分離器49的液體出口流出，被解吸的甲烷氣體經(jīng)過干燥器57、氣體流量計50排出，同時記錄第三壓力表52的示數(shù)b、電子天平48的示數(shù)和氣體流量計50的示數(shù)d;
(10 )數(shù)據(jù)采集控制電腦47對第一壓力表12、第一溫度傳感器39、第二溫度傳感器40、第四壓力表34、第三壓力表52、氣體流量計50和電子天平48所示的上述數(shù)值進行采集，根據(jù)煤體瓦斯?jié)B透率公式，計算瓦斯煤樣滲透率k=(2dPy*l)Ai(a-b)r，P為室內大氣壓力，μ為甲烷氣體粘性系數(shù)，r為煤樣的半徑0.025m，I為煤樣的長度0.1m。
[0013]本實施例并非對本發(fā)明的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.一種蒸汽驅動煤體瓦斯解吸滲流的測試裝置，其特征在于:包括抽真空系統(tǒng)、注氣系統(tǒng)、解吸滲流系統(tǒng)和氣體計量系統(tǒng)； 抽真空系統(tǒng)包括真空栗和真空容器，真空栗的進氣口通過第一氣管與真空容器的出氣口連接，第一氣管上沿氣體流動方向依次設有真空表和第一截止閥； 注氣系統(tǒng)包括甲烷氣罐，甲烷氣罐通過第二氣管與解吸滲流系統(tǒng)連接，第二氣管上沿氣體流動方向依次設有高壓表、第一減壓閥、低壓表、第一管道增壓栗、第二截止閥、單向閥、蒸汽發(fā)生機構、調壓閥、第三截止閥和第一壓力表;真空容器的進氣口通過第三氣管與第二氣管連接，第三氣管與第二氣管的連接處位于調壓閥與第三截止閥之間，第三氣管上設有第四截止閥； 解吸滲流系統(tǒng)包括密封恒溫箱、三軸夾持器和平衡罐;平衡罐和三軸夾持器位于密封恒溫箱內，甲烷氣罐通過第二氣管與三軸夾持器連接;平衡罐上設有第四壓力表，平衡罐的進氣口通過第五氣管與第二氣管連接，第五氣管與第二氣管的連接處位于調壓閥與第三截止閥之間，平衡罐的出氣口通過第六氣管與第二氣管連接，第六氣管與第二氣管的連接處位于第一壓力表與三軸夾持器之間，第五氣管上設有第五截止閥，第六氣管上設有第六截止閥;密封恒溫箱的進口設有第一溫度傳感器，密封恒溫箱的出口設有第二溫度傳感器;三軸夾持器通過第七氣管連接有軸壓栗，三軸夾持器通過第八氣管連接有圍壓栗，第七氣管上設有第七截止閥，第八氣管上設有第八截止閥； 氣體計量系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集控制電腦、電子天平、氣液分離器和氣體流量計，氣液分離器通過第九氣管與三軸夾持器的出口連接，第九氣管上沿氣體流動方向依次設有第三壓力表、第二減壓閥、第九截止閥和制冷器;氣液分離器通過第十氣管與氣體流量計連接，第十氣管上設有干燥器;數(shù)據(jù)采集控制電腦分別通過數(shù)據(jù)線與第一壓力表、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第四壓力表、第三壓力表、氣體流量計和電子天平連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種蒸汽驅動煤體瓦斯解吸滲流的測試裝置，其特征在于:蒸汽發(fā)生機構包括水箱和蒸汽發(fā)生器，水箱通過第一水管與蒸汽發(fā)生器連接，蒸汽發(fā)生器通過第四氣管與第二氣管連接;第一水管上沿水流動方向依次設有自吸栗、第十截止閥、高壓儲水罐和第十一截止閥，第四氣管上沿蒸汽流動方向依次設有第二壓力表、第十二截止閥、第二管道增壓栗和第十三截止閥，蒸汽發(fā)生器的出氣口處設有溫度表。3.根據(jù)權利要求2所述的一種蒸汽驅動煤體瓦斯解吸滲流的測試裝置的測試方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)制備煤樣；采集不同滲透率的煤樣，按照要求將其加工成Φ50 X 10mm標準煤樣，50mm為煤樣的直徑，I OOmm為煤樣的長度； (2)檢查實驗條件:檢查各個實驗設備，測試其是否完好無損，并檢查所有管路是否暢通，甲烷氣罐的氣體含量是否能達到設計預想的實驗壓力，三軸夾持器的密封效果是否完好，各實驗儀表的示數(shù)是否正常，用電設備的線路是否通路； (3)裝配煤樣并準備真空實驗條件:將煤樣套上熱收縮橡膠套，接著固定到三軸夾持器上;打開第三截止閥、第四截止閥和第一截止閥，其他閥門處于關閉狀態(tài)，開啟真空栗和密封恒溫箱，使密封恒溫箱內的溫度保持在100?105° C，真空栗對三軸夾持器內部抽真空，當真空表的示數(shù)為0.1Mpa時，關閉第三截止閥、第四截止閥和第一截止閥； (4)向平衡罐內注入甲烷氣體:打開第一減壓閥、第二截止閥、單向閥、調壓閥和第五截止閥，同時打開甲烷氣罐，甲烷氣體在第一管道增壓栗的驅動下并沿第二氣管和第五氣管進入平衡罐，當平衡罐上的第四壓力表上的壓力值達到設定值時，關閉甲烷氣罐，同時關閉第一減壓閥、第二截止閥、單向閥、調壓閥和第五截止閥； (5)向三軸夾持器內注入甲烷氣體:打開第六截止閥，平衡罐內的甲烷氣體沿第六氣管并經(jīng)第二氣管進入三軸夾持器內，連續(xù)24h向三軸夾持器內充入甲烷氣體，使煤樣對甲烷氣體的吸附達到平衡，當?shù)谒膲毫Ρ淼氖緮?shù)不再變化時，關閉第六截止閥； (6)煤樣受力模擬:打開第七截止閥和第八截止閥，接著啟動軸壓栗和圍壓栗，對煤樣施加軸向壓力和環(huán)向壓力； (7)打開數(shù)據(jù)采集控制電腦； (8)持續(xù)向三軸夾持器內通入高溫高壓蒸汽:打開第十截止閥，然后開啟自吸栗往高壓儲水罐內注水，當高壓儲水罐內注滿水后，關閉第十截止閥和高壓儲水罐，接著打開第十一截止閥并啟動蒸汽發(fā)生器，當蒸汽發(fā)生器的出氣口處的溫度計示數(shù)達到設定值后，依次打開第十二截止閥、第十三截止閥和第三截止閥，同時打開第二管道增壓栗，在第二管道增壓栗的驅動下持續(xù)向三軸夾持器內注入高溫高壓蒸汽，調節(jié)調壓閥調節(jié)第一壓力表的示數(shù)，使第一壓力表示數(shù)為a; (9)氣液分離:開啟制冷器，然后打開第二減壓閥和第九截止閥，三軸夾持器內的氣液混合體經(jīng)過第三壓力表和制冷器進入氣液分離器，被冷卻的液體在氣液分離器的液體出口流出，被解吸的甲烷氣體經(jīng)過干燥器干燥，最后經(jīng)氣體流量計排出，同時記錄第三壓力表的示數(shù)b、電子天平的示數(shù)和氣體流量計的示數(shù)d (10)數(shù)據(jù)采集控制電腦對第一壓力表、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第四壓力表、第三壓力表、氣體流量計和電子天平所示的上述數(shù)值進行采集，根據(jù)煤體瓦斯?jié)B透率公式，計算瓦斯煤樣滲透率k=(2dPy*l)Ai(a-b)r，P為室內大氣壓力，μ為甲烷氣體粘性系數(shù)，r為煤樣的半徑0.025m，I為煤樣的長度0.1m。
【專利摘要】一種蒸汽驅動煤體瓦斯解吸滲流的測試裝置，包括抽真空系統(tǒng)、注氣系統(tǒng)、解吸滲流系統(tǒng)和氣體計量系統(tǒng)；抽真空系統(tǒng)包括真空泵和真空容器，真空泵的進氣口通過第一氣管與真空容器的出氣口連接，第一氣管上沿氣體流動方向依次設有真空表和第一截止閥；注氣系統(tǒng)包括甲烷氣罐，甲烷氣罐通過第二氣管與解吸滲流系統(tǒng)連接，第二氣管上沿氣體流動方向依次設有高壓表、第一減壓閥、低壓表、第一管道增壓泵、第二截止閥、單向閥、蒸汽發(fā)生機構、調壓閥、第三截止閥和第一壓力表；本發(fā)明便于操作、工作量小、測量快速準確、實驗性能高，為煤層氣的滲透率和滲透量提供了實驗和理論研究。
【IPC分類】G01N15/08
【公開號】CN105699273
【申請?zhí)枴緾N201610184131
【發(fā)明人】袁瑞甫, 喬卿付, 劉銀先, 侯志強, 魏曉
【申請人】河南理工大學
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年3月28日