煤層氣定壓解吸的實驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及實驗室模擬煤層氣排采過程的技術(shù)研宄領(lǐng)域，具體地說涉及一種在主動控制壓力為定制條件下、研宄煤層氣定壓解吸特征的煤層氣定壓解吸的實驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]與常規(guī)氣藏不同，煤層氣主要是以吸附狀態(tài)賦存于煤儲層中，其運移產(chǎn)出機理與常規(guī)天然氣差別很大，煤儲層多為煤、氣、水三項共存；煤儲層孔隙結(jié)構(gòu)有其特殊性，煤層氣主要以吸附狀態(tài)存在于煤層中；煤層氣的運移則包含解吸-擴散-滲流的復(fù)雜過程。目前，煤層氣解吸理論的研宄較少，鑒于煤層氣解吸機理對煤層氣解吸率和排采制度的確定影響明顯，系統(tǒng)深入地研宄排水降壓過程中煤層氣的解吸過程和解吸規(guī)律迫在眉睫。
[0003]目前，在外界環(huán)境壓力為常壓之下的解吸/擴散實驗研宄取得了較有價值成果，但在實際生產(chǎn)過程中，地面煤層氣開采的瓦斯運移解吸過程并不是在常壓條件實現(xiàn)的，兩者之間有著很大的區(qū)別，尤其是在含水煤層定壓瓦斯解吸/擴散特征研宄甚少，因此，進行含水煤層定壓瓦斯解吸/擴散特征的實驗研宄是我國煤層氣開發(fā)工作中迫切需要解決的現(xiàn)實問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實用新型提供一種煤層氣定壓解吸的實驗裝置，在用壓力控制器控制該處的出口壓力不變的情況下，模擬煤層氣排采過程，研宄含水煤體瓦斯定壓解吸特征。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0006]一種煤層氣定壓解吸的實驗裝置，包括通過管線依次連接的氣壓瓶、儲液罐、第一卡套式閥門、煤樣罐、第二卡套式閥門、卡套式三通、氣體解吸儀；所述儲液罐通過管線與真空泵連接；所述煤樣罐上設(shè)有出氣口和壓力表，所述出氣口通過管線依次連接第二卡套式閥門和卡套式三通，所述卡套式三通的一個出口端連接壓力控制系統(tǒng)，另一個出口端連接氣體解吸儀。
[0007]本實用新型的煤層氣定壓解吸的實驗裝置，
[0008]1.用儲液罐利用氣壓瓶的氣體壓力向煤樣罐中加水，模擬煤層氣排采過程中的煤層環(huán)境，提高模擬實驗的相似度；
[0009]2.用壓力控制系統(tǒng)控制該處的出口壓力在某一壓力值恒定不變，從而對煤層氣排采過程中的瓦斯定壓運移解吸規(guī)律進行模擬實驗，對煤層氣排采工作具有一定的指導意義。
[0010]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述煤樣罐置于恒溫水浴加熱儀內(nèi)，這樣可以保持煤樣罐的溫度保持穩(wěn)定，避免受環(huán)境溫度的影響，使測量數(shù)據(jù)失真。
[0011]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述壓力控制系統(tǒng)包括交流電源、智能數(shù)顯壓力控制器和設(shè)置在所述卡套式三通與氣體解吸儀之間管線上的電磁閥，所述交流電源為智能數(shù)顯壓力控制器提供工作電源，所述智能數(shù)顯壓力控制器通過卡套式三通連接在管線上，所述智能數(shù)顯壓力控制器與電磁閥電連接。智能數(shù)顯壓力控制器根據(jù)管線壓力大小，通過導線控制電磁閥的打開與關(guān)閉，當管線壓力大于控制壓力時，電磁閥打開，氣體壓力降低，當管線壓力小于控制壓力時，電磁閥關(guān)閉，隨著氣體繼續(xù)解吸，管線壓力上升，當其大于控制壓力后，電磁閥再次打開，從而實現(xiàn)氣體解吸過程中，電磁閥的多次關(guān)閉與打開。
[0012]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述壓力控制器與電磁閥、交流電源之間的連接導線均纏繞有防水絕緣帶和防水膠，對連接導線進行防水處理，可以保證電路工作的穩(wěn)定性。
[0013]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述儲液罐與真空泵之間的管線設(shè)置有球閥，方便快速打開與關(guān)閉，對整個系統(tǒng)進行抽真空。
[0014]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述管線為高壓管線，所述氣壓瓶為高壓氣瓶，所述高壓氣瓶與儲液罐的管線上設(shè)置有減壓閥，打開高壓氣瓶，調(diào)節(jié)減壓閥，可以控制儲液罐的進氣端的壓力保持一個平穩(wěn)的值，實現(xiàn)儲液罐進氣端壓力的穩(wěn)定；儲液罐向煤樣罐加水時，可以保持進水量和流速的穩(wěn)定，而不必用高壓水泵，借助高壓氣瓶的壓力即可，方便易行。
[0015]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述高壓氣瓶最少為兩個。本實驗裝置可進行單一氣相或單一水相加壓，也可以氣、水兩相加壓。高壓氣瓶一般為兩個，例如可以是甲烷和氦氣，甲烷用作實驗氣體，氦氣用來測試自由空間體積和檢查氣密性?？梢园凑諏嶒灥乃?，調(diào)整氣相壓力和水相壓力。
[0016]作為對上述技術(shù)方案的改進，所述儲液罐外接進水管，所述進水管設(shè)置有第三卡套式閥門，通過進水管、第三卡套式閥門可以向儲液罐加水，也可以通過進水管、第三卡套式閥門放出儲液罐中的氣體。
[0017]具體使用過程如下:
[0018]1.檢測系統(tǒng):關(guān)閉第三卡套式閥門和球閥，打開第一卡套式閥門和第二卡套式閥門，打開高壓氣瓶，當壓力表達到實驗值時，關(guān)閉高壓氣瓶，觀察壓力表值的變化，檢測整個連接管路是否漏氣。
[0019]2.吸附平衡:氣密性檢查完畢后，將實驗煤樣裝入煤樣罐中，打開恒溫水浴加熱儀，打開球閥，打開真空泵，對整個系統(tǒng)進行抽真空，然后關(guān)閉球閥，打開瓦斯氣瓶并調(diào)節(jié)減壓閥到實驗所需的氣壓，進行吸附12h以上，使煤樣吸附平衡。
[0020]3.注水步驟:待煤樣吸附平衡后，關(guān)閉第一卡套式閥門，打開第三卡套式閥門，向儲液罐注水，注水體積不得少于煤樣罐的自由空間體積。注水完成后，關(guān)閉第三卡套式閥門，打開高壓氣瓶，調(diào)節(jié)減壓閥，使儲液罐壓力高于煤樣罐壓力后，打開卡套式閥門7，待煤樣罐壓力達到實驗所需要模擬的壓力后，關(guān)閉第一卡套式閥門，關(guān)閉高壓氣瓶，打開第三卡套式閥門，放出儲液罐中的氣體，然后靜置24h以上，使水充分浸潤煤樣。
[0021]4.定壓解吸步驟:待注水后的煤樣被充分浸潤后，接通壓力控制系統(tǒng)電源，啟動電磁閥，調(diào)節(jié)壓力控制器至控制壓力值，等電磁閥完全啟動后，打開第二卡套式閥門，觀察并記錄壓力表和氣體解吸儀的值，以及電磁閥每次關(guān)閉和打開的時間點，直至電磁閥不再打開，瓦斯解吸儀中的液面不再下降。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所取得的有益效果是:
[0023]本實用新型的煤層氣定壓解吸的實驗裝置，在用壓力控制器控制該處的出口壓力不變的情況下，模擬煤層氣排采過程，研宄含水煤體瓦斯定壓解吸特征。用儲液罐利用氣壓瓶的氣體壓力向煤樣罐中加水，模擬煤層氣排采過程中的煤層環(huán)境，提高模擬實驗的相似度；用壓力控制系統(tǒng)控制該處的出口壓力在某一壓力值恒定不變，從而對煤層氣排采過程中的瓦斯定壓運移解吸規(guī)律進行模擬實驗，對煤層氣排采工作具有一定的指導意義。
【附圖說明】
[0024]為了更清楚地說明本發(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地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本實用新型的的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實施方式】
[0026]下面將結(jié)合本實用新型