一种天然气产量预测模型的制作方法

本发明一种天然气产量预测模型涉及一种对瓦斯开采的煤层环境进行模拟的模拟箱结构，属于煤矿设备领域。特别涉及一种通过气囊和石蜡层对煤层边缘的缝隙进行封堵，能够使得实验用的采样煤层与实验箱四壁紧密贴合，降低瓦斯溢散的同时避免外界空气轻易进入到煤层内部的模拟箱结构。

背景技术：

通常所说天然气的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物，而为了最大化提高天然气的开采产量，在正式建设前需要对抽采布设进行适当的模拟与规划，对天然气开采量进行预测，而煤矿瓦斯作为天然气的一种在进行模拟预测时，现有的预测装置都是通过将相应含有瓦斯的煤层进行采样，然后将其放置在对应的模拟箱体内采用抽采设备进行模拟抽采，但是由于煤层与箱体内壁间的贴合不紧密，煤层与箱体间缝隙大，导致开采时煤层瓦斯容易从缝隙处泄露、或是外界空气容易通过缝隙进入到煤层内部与抽采的瓦斯混合，从而干扰瓦斯抽采的浓度，影响其产量的正常预测。

公告号cn105974084a公开了一种本煤层瓦斯抽采实验模拟装置，包括实验箱体，实验箱体内设有煤层，煤层的上部和下部分别设有底板和顶板，煤层的顶板设有多排液压缸，每排液压缸的上部设有液压支柱支撑梁，煤层的四个侧面分别设有施加静载荷的钢板，钢板通过钢支柱固定，在煤层的左侧设置储气箱，在煤层的右侧设置排气箱，储气箱通过阀门与瓦斯气瓶相连接，排气箱通过阀门与气体压缩机的进气口连接，气体压缩机的出气口通过阀门与排气箱连接，排气箱上设有安全阀门，每个阀门处都装有电子流量计和电子测压计，在煤层的前侧设有瓦斯抽采系统模拟箱，在瓦斯抽采系统模拟箱与煤层之间设有铁丝网，该装置其煤层与实验箱内部贴合不紧密，在进行瓦斯模拟抽采时，煤层上侧空气容易从边缘缝隙处进入到煤层和抽采位置，造成瓦斯抽采内空气含量的增高，影响真实的预测效果。

技术实现要素：

为了改善上述情况，本发明一种天然气产量预测模型提供了一种通过气囊和石蜡层对煤层边缘的缝隙进行封堵，能够使得实验用的采样煤层与实验箱四壁紧密贴合，降低瓦斯溢散的同时避免外界空气轻易进入到煤层内部的模拟箱结构。

本发明一种天然气产量预测模型是这样实现的：本发明一种天然气产量预测模型包括模拟结构、调压结构和封堵结构，调压结构置于模拟结构内，封堵结构置于模拟结构内，调压结构对模拟结构内的气压进行调节，能够在模拟抽采时保证煤层上层气压值的稳定，避免因抽采造成的煤层负压将上层空气气流过度引入煤层内部，封堵结构对实验箱内的缝隙进行封堵，使得实验用的采样煤层与模拟结构内壁紧密贴合，降低瓦斯溢散的同时避免外界空气轻易进入到煤层内部影响实验准确性；

所述模拟结构包括实验箱、煤层、抽采管，煤层置于实验箱内，所述抽采管插入煤层内，对实验箱内天然气进行抽取；

所述实验箱为矩形透明箱体结构，所述实验箱顶部为敞口，所述实验箱顶部边缘先水平向内折弯，再竖直向下折弯并延伸一端距离，且和实验箱侧壁之间形成凹槽，所述实验箱上置有翻盖，所述实验箱内置有升降板，所述升降板和实验箱底部之间形成安装槽，所述安装槽内置有多个提升液压缸，所述提升液压缸的固定端和实验箱底部固定连接，所述提升液压缸活动端和升降板相连接，所述升降板为防水材料制成；

所述煤层置于实验箱内的升降板上，所述煤层顶面和实验箱顶部边缘齐平，所述煤层内预留通孔；

所述调压结构为气泵，所述气泵通过气管和实验箱相连接，且相连通；

所述实验箱内置有气压计；

所述封堵结构包括石蜡层、气囊，所述气囊包裹置于煤层侧面上，石蜡层置于煤层和气囊之间；

所述气囊为矩形框状结构，所述气囊为导热橡胶材料制成，所述气囊和实验箱壁之间形成密封空腔，所述实验箱的凹槽内置有气压塞，所述气压塞为矩形框状结构，所述气压塞和凹槽槽壁之间设置有多个挤压液压缸；

所述石蜡层的厚度为1.5-2.5mm，所述实验箱上置有加热器，所述实验箱靠近气囊处的内壁上置有多个加热棒，所述加热器能够对加热棒进行加热，所述加热棒端部置有多个凸起，所述加热棒上开有螺旋槽。

有益效果

一、能够使得实验用的采样煤层与实验箱四壁紧密贴合，降低瓦斯溢散的同时避免外界空气轻易进入到煤层内部，影响实验准确性。

二、能够在模拟抽采时保证煤层上层气压值的稳定，避免因抽采造成的煤层负压将上层空气气流过度引入煤层内部。

三、使用操作简单便捷。

附图说明

图1本发明一种天然气产量预测模型的结构示意图；

图2本发明一种天然气产量预测模型气压塞的立体结构图。

附图中

其中为：气压计(1)，抽采管(2)，翻盖(3)，挤压液压缸(4)，气压塞(5)，气管(6)，气泵(7)，加热器(8)，安装槽(9)，煤层(10)，提升液压缸(11)，升降板(12)，石蜡层(13)，气囊(14)，加热棒(15)，压缩气腔(16)，实验箱(17)。

具体实施方式：

本发明一种天然气产量预测模型是这样实现的：本发明一种天然气产量预测模型包括模拟结构、调压结构和封堵结构，调压结构置于模拟结构内，封堵结构置于模拟结构内，调压结构对模拟结构内的气压进行调节，能够在模拟抽采时保证煤层(10)上层气压值的稳定，避免因抽采造成的煤层(10)负压将上层空气气流过度引入煤层(10)内部，封堵系统对实验箱(17)内的缝隙进行封堵，能够使得实验用的采样煤层(10)与模拟结构内壁紧密贴合，降低瓦斯溢散的同时避免外界空气轻易进入到煤层(10)内部影响实验准确性；

所述模拟结构包括实验箱(17)、煤层(10)、抽采管(2)，煤层(10)置于实验箱(17)内，所述抽采管(2)插入煤层(10)内，对实验箱(17)内天然气进行抽取；

所述实验箱(17)为矩形透明箱体结构，所述实验箱(17)顶部为敞口，所述实验箱(17)顶部边缘先水平向内折弯，再竖直向下折弯并延伸一端距离，且和实验箱(17)侧壁之间形成凹槽，所述实验箱(17)上置有翻盖(3)，所述实验箱(17)内置有升降板(12)，所述升降板(12)和实验箱(17)底部之间形成安装槽(9)，所述安装槽(9)内置有多个提升液压缸(11)，所述提升液压缸(11)的固定端和实验箱(17)底部固定连接，所述提升液压缸(11)活动端和升降板(12)相连接，所述升降板(12)为防水材料制成；

煤层(10)置于实验箱(17)内的升降板(12)上，所述煤层(10)顶面和实验箱(17)顶部边缘齐平，所述煤层(10)内预留通孔；

所述调压结构为气泵(7)，所述气泵(7)通过气管(6)和实验箱(17)相连接，且相连通；

所述实验箱(17)内置有气压计(1)；

所述封堵结构包括石蜡层(13)、气囊(14)，所述气囊(14)包裹置于煤层(10)侧面上，石蜡层(13)置于煤层(10)和气囊(14)之间；

所述气囊(14)为矩形框状结构，所述气囊(14)为导热橡胶材料制成，所述气囊(14)和实验箱(17)壁之间形成密封空腔，所述实验箱(17)的凹槽内置有气压塞(5)，所述气压塞(5)为矩形框状结构，所述气压塞(5)和凹槽槽壁之间设置有多个挤压液压缸(4)；

所述石蜡层(13)的厚度为1.5-2.5mm，所述实验箱(17)上置有加热器(8)，所述实验箱(17)靠近气囊(14)处的内壁上置有多个加热棒(15)，所述加热器(8)能够对加热棒(15)进行加热，所述加热棒(15)端部置有多个凸起，所述加热棒(15)上开有螺旋槽；

使用时，当需要对天然气产量进行预测时，首先打开翻盖(3)，在实验箱(17)内放置矩形框状的凝固石蜡层(13)，再向石蜡层(13)内填充煤层(10)，再将翻盖(3)盖上，通过控制挤压液压气缸的伸长利用气压塞(5)压缩气囊(14)的压缩气腔(16)，使得气囊(14)向着煤层(10)四周挤压，同时通过加热器(8)对加热棒(15)进行加热，使得气囊(14)内部温度升高，通过气囊(14)热量的传导，使得气囊(14)外部的石蜡融化，进而与煤层(1())四壁配合气囊(14)的挤压力进行紧密贴合，以此使得煤层(10)与实验箱(17)内壁结合紧密，然后将加热器(8)管壁，使得石蜡层(13)冷却凝固，密封；

气泵(7)能够对实验箱(17)内部进行输气，以配合气压计(1)保证煤层(10)上方空气气压的稳定，避免因模拟抽采时造成的煤层(10)过度负压形成的空气倒灌；

使用完成后，通过控制提升液压缸(11)将煤层(10)整体向上抬升，从而方便进行下次的使用更换；

所述实验箱(17)为矩形透明箱体结构的设计，便于人员观察煤层(10)，对突发情况进行应对；

所述实验箱(17)顶部边缘先水平向内折弯，再竖直向下折弯并延伸一端距离，且和实验箱(17)侧壁之间形成凹槽的设计，能够对气压塞(5)进行放置导向，

所述升降板(12)为防水材料制成的设计，避免煤层(10)渗水，使得放置腔内保持干燥；

所述气囊(14)为导热橡胶材料制成的设计，能够形变进行挤推，同时导热性好，能够对石蜡层(13)进行熔化；

所述煤层(10)内预留通孔的设计，能够对抽采管(2)进行避位，避免抽采管(2)插入时对煤层(10)造成挤压；

所述气囊(14)为矩形框状气囊(14)的设计，和实验箱(17)的矩形结构配合，封堵效果好；

所述加热棒(15)端部置有多个凸起，所述加热棒(15)上开有螺旋槽的没计，能够增大加热棒(15)和空气的接触面积，提高加热效果；

所述主体箱为矩形透明箱体结构，便于和刻度尺比对以填充土层，模拟土层深度；

所述气囊(14)配合石蜡层(13)的设计，能够使得实验用的采样煤层(10)与实验箱(17)四壁紧密贴合，降低瓦斯溢散的同时避免外界空气轻易进入到煤层(10)内部，影响实验准确性；

所述气泵(7)和实验箱(17)配合的设计，能够在模拟抽采时保证煤层(10)上层气压值的稳定，避免因抽采造成的煤层(10)负压将上层空气气流过度引入煤层(10)内部；

达到通过气囊(14)和石蜡层(13)对煤层(10)边缘的缝隙进行封堵，能够使得实验用的采样煤层(10)与实验箱(17)四壁紧密贴合，降低瓦斯溢散的同时避免外界空气轻易进入到煤层(10)内部的目的。

上述实施例为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。

需要进一步指出的是，上述具体实施例在描述的时候，为了简单明了，仅仅描述了与其他实施例之间的区别，但是本领域技术人员应该知晓，上述具体实施例本身也是独立的技术方案。