一种排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置

1.本实用新型涉及煤层气排采技术领域，具体的说，涉及一种排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置。


背景技术：

2.开发利用我国丰富的煤层气资源，是减少温室气体排放、实现碳中和、碳达峰的重要手段之一。地面煤层气井主要是通过排水降压使煤层气解吸产出的。我国构造煤相对比较发育，钻井及压裂时时构造煤进一步发生破碎，排采时容易引起煤粉的产出，这些煤粉会在裂隙中沉淀、堵塞渗流通道，导致煤储层渗透率的下降；也可能堵塞泵吸入口，导致凡尔封闭不严，影响泵效，影响了水压的传播，最终影响了煤层气井产气量。
3.关于排采过程中煤粉堵塞裂隙的研究，煤层气科技工作者通过制造煤粉浓度监测仪对地面产出液中的煤粉浓度进行监测，该方法主要是对产出液中的煤粉量的监测，但排采过程中煤粉运移过程及在裂缝哪些位置容易堵塞无法进行监测。一些研究者在实验室制作出圆柱形煤样，并磨制出不同粒径的煤粉，在一定压差、流量条件下进行煤粉产出过程及渗透率测试试验，得出煤粉运移产出规律。由于所制作出的圆柱形煤样本身裂隙发育情况无法得知，是在“黑箱”条件下进行的测试，到底什么样的裂隙、不同形态的裂隙哪些部位容易堵塞裂隙不能给出较明确的回答，指导现场生产存在一定的局限性。一些研究者在水平圆管中进行了单相水流、气/水两相流下煤粉运移物理模拟试验，通过控制倾角、调节流量研究煤粉产出规律，这一模拟无法真正模拟出煤储层的线状、阶梯状、弯曲状等多种形态，导致结果与实际存在一定的差距。为了更好的得出排采过程煤粉在不同形态裂隙中的堵塞情况，为针对性的解堵措施实施提供指导，本次设计出一种排采过程不同裂隙形态下煤粉堵塞实时监测装置，查明其堵塞位置，为解堵工程施工提供理论指导。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置，本实用新型能够测试不同粒径的煤粉在不同流态条件下在不同裂隙形态组合及不同内径裂隙通道中的运移轨迹、堵塞位置、堵塞程度，为解堵提供重要指导。
5.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置，包括煤粉注入系统、煤粉运移堵塞监测系统、计算机控制系统和废物回收清理系统，煤粉注入系统、煤粉运移堵塞监测系统和废物回收清理系统按照流体流动方向通过管路依次连接，煤粉注入系统将煤粉、气体、液体注入到煤粉运移堵塞监测系统内进行煤粉运移试验，废物回收清理系统回收煤粉运移堵塞监测系统内的煤粉、气体、液体并进行气液固分离处理，计算机控制系统分别与煤粉注入系统、煤粉运移堵塞监测系统和废物回收清理系统信号连接。
7.煤粉注入系统包括煤粉储罐、n2气体储罐、储水罐和混合加压箱，混合加压箱内设有混合滚筒和加压泵，煤粉储罐的煤粉出口与混合滚筒的煤粉进口之间连接有煤粉输入
管，煤粉输入管上沿煤粉流动方向设有第一煤粉流量计、第一pid阀门和第一压力表，n2气体储罐的气体出口与混合滚筒的气体进口之间连接有气体输入主管，气体输入主管上沿气体流动方向设有第一气体流量计、第二pid阀门、第二压力表和一根气体分流管，储水罐的出水口与混合滚筒的进水口之间连接有输水管，输水管上沿水流方向设有第一液体流量计、第三pid阀门和第三压力表，混合滚筒的混合物出料口与加压泵的进料口连接，加压泵的出料口与煤粉运移堵塞监测系统的进料口之间连接有混合物注入管，混合物注入管上沿流体流动方向设有第一混合物流量计、第四pid阀门和第四压力表，气体分流管的另一端封堵，气体分流管上还连接有三根气体输入分支管，三根气体输入分支管的另一端均与煤粉运移堵塞监测系统连接，煤粉储罐的煤粉出口、n2气体储罐的气体出口和储水罐的出水口均安装有手动阀门，计算机控制系统分别与混合滚筒、加压泵、第一煤粉流量计、第一pid阀门、第一压力表、第一气体流量计、第二pid阀门、第二压力表、第一液体流量计、第三pid阀门、第三压力表、第一混合物流量计、第四pid阀门和第四压力表信号连接。
8.煤粉运移堵塞监测系统包括ccd工业相机和三个裂隙通道单元体，三个裂隙通道单元体的结构相同且左右间隔设置，最左侧的裂隙通道单元体包括两块圆形连接板和五组管路模拟裂隙通道，两块圆形连接板左右间隔设置，圆形连接板的中心线沿左右方向水平设置，五组管路模拟裂隙通道均沿左右方向水平设置在两块圆形连接板之间且绕两块圆形连接板的中心线圆周阵列布置，管路模拟裂隙通道包括透明弹性裂隙管路和透明刚性外壳，透明弹性裂隙管路同中心设置在透明刚性外壳中，透明弹性裂隙管路的左端固定在透明刚性外壳的左侧板中部，透明弹性裂隙管路的右端固定在透明刚性外壳的右侧板中部，五个透明弹性裂隙管路的形状分别为直线型、锯齿型、弯曲型、梨型和分叉型，五个透明刚性外壳的中间设置有一根沿左右方向水平设置的转轴，转轴的两端通过轴承分别转动在两块圆形连接板上，五个透明刚性外壳与转轴之间均通过连接架固定连接，五个透明刚性外壳绕转轴圆周旋转，五个透明刚性外壳的左端滑动连接在左侧的圆形连接板的右侧部，五个透明刚性外壳的右端滑动连接在右侧的圆形连接板的左侧部，透明刚性外壳的左侧部外圆上设有进气孔，透明刚性外壳的右侧部外圆上设有出气孔，最左侧的裂隙通道单元体的右侧圆形连接板的右侧上部与中间的裂隙通道单元体的左侧圆形连接板的左侧上部之间连接有第一混合物输送管，中间的裂隙通道单元体的右侧圆形连接板的右侧上部与最右侧的裂隙通道单元体的左侧圆形连接板的左侧上部之间连接有第二混合物输送管，最右侧的裂隙通道单元体的右侧圆形连接板的右侧上部连接有混合物输出管，第一混合物输送管和第二混合物输送管上均沿流体流动方向设有第二混合物流量计、第五pid阀门和第五压力表，混合物输出管上沿流体流动方向设有第三混合物流量计、第六pid阀门和第六压力表，计算机控制系统分别与ccd工业相机、第二混合物流量计、第五pid阀门、第五压力表、第三混合物流量计、第六pid阀门和第六压力表信号连接。
9.混合物注入管的右端连接在最左侧的裂隙通道单元体中左侧的圆形连接板的左侧上部并与最左侧的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路的左端密封对接，第一混合物输送管的左端与最左侧的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路的右端密封对接，第一混合物输送管的右端与中间的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路的左端密封对接，第二混合物输送管的左端与中间的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路的右端密封对接，第二混合物输送管的右端与最右侧的裂隙通道单元体
中位于上部的透明弹性裂隙管路的左端密封对接，混合物输出管的左端与最右侧的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路的右端密封对接。
10.三根气体输入分支管的下端分别对应连接在三个裂隙通道单元体中左侧的圆形连接板的外圆顶部，三根气体输入分支管的下端分别对应与三个裂隙通道单元体中位于上部的透明刚性外壳上的进气孔密封对接。
11.废物回收清理系统包括气液固分离箱、超声波清洗机、n2气体回收罐、废水罐和煤粉回收罐，混合物输出管的右端与气液固分离箱的进料口连接，气液固分离箱的气体出口与n2气体回收罐的气体进口之间连接有气体回收管，气体回收管上沿气体流动方向设有一根气体集流管、第七压力表、第七pid阀门和第二气体流量表，气液固分离箱的出水口与废水罐的进水口之间连接有回水管，回水管上沿水流方向设有第八压力表、第八pid阀门和第二液体流量计，气液固分离箱的煤粉出口与煤粉回收罐的煤粉进口之间连接有煤粉回收管，煤粉回收管上沿煤粉流动方向设有第九压力表、第九pid阀门和第二煤粉流量计，气体集流管的另一端封堵，气体集流管上还连接有三根气体回收分支管，三根气体回收分支管的下端分别对应连接在三个裂隙通道单元体中右侧的圆形连接板的外圆顶部，三根气体回收分支管的下端分别对应于三个裂隙通道单元体中位于上部的透明刚性外壳上的出气孔密封对接，n2气体回收罐的气体进口、废水罐的进水口和煤粉回收罐的煤粉进口均安装有手动阀门，计算机控制系统分别气液固分离箱、超声波清洗机、第七压力表、第七pid阀门、第二气体流量表、第八压力表、第八pid阀门、第二液体流量计、第九压力表、第九pid阀门和第二煤粉流量计信号连接。
12.每根气体输入分支管上均设有第十pid阀门，每根气体回收分支管上均设有第十一pid阀门，计算机控制系统分别与各个第十pid阀门和各个第十一pid阀门信号连接。
13.一种排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置的试验方法，具体包括以下步骤：
14.（一）组装一套排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置；
15.（二）组合裂隙通道；
16.（三）煤粉制备：使用球磨机研磨煤样，再用筛子筛选出200目、400目、800目的煤粉，以备后续进行不同粒径的煤粉运移试验；
17.（四）对排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置进行气密性检查；
18.（五）通过计算机控制系统进行试验参数设置；
19.（六）通过排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置对步骤（三）所制备的不同粒径的煤粉进行煤粉运移试验；
20.（七）通过计算机控制系统对数据进行处理与分析；
21.（八）将排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置的各个设备拆除并整理收纳好，以便下次组装使用。
22.步骤（二）具体为：分别将三个裂隙通道单元体中的五组管路模拟裂隙通道旋转，使相应形状的透明弹性裂隙管路均转至上部并锁死，进而得到试验需要的裂隙通道组合。
23.步骤（四）具体为：打开n2气体储罐的气体出口处手动阀门，通过计算机控制系统分别打开第二pid阀门、第四pid阀门和两个第五pid阀门，将n2气体储罐中的氮气通过气体输入主管、混合滚筒和混合物注入管注入到三个裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路中，当透明弹性裂隙管路中压力大于试验设计压力时，关闭第二pid阀门和第四pid
阀门，停止注入，再将第二pid阀门和三个第十pid阀门打开，向三个裂隙通道单元体中位于上部的透明刚性外壳与透明弹性裂隙管路之间环空内注入氮气，当达到一定压力时，关闭第二pid阀门和三个第十pid阀门，之后静置一定时间检查整个装置气密性。
24.步骤（五）具体为：在计算机控制系统中选择煤粉的粒径，设置需要的煤粉重量、水与煤粉的混合比例、煤粉注入透明弹性裂隙管路的压力以及透明刚性外壳与透明弹性裂隙管路之间环空中的压力。
25.步骤（六）具体为：
26.a．设置透明弹性裂隙管路内径
27.通过计算机控制系统对三个裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路内径进行设置，打开第二pid阀门和三个第十pid阀门，向三个裂隙通道单元体中位于上部的透明刚性外壳与透明弹性裂隙管路之间环空内注入氮气，当达到设定压力时，关闭第二pid阀门和三个第十pid阀门，停止注入，则三个透明弹性裂隙管路在压力作用下分别受压变形至相应设定内径；
28.b.对ccd工业相机进行调试，使ccd工业相机达到最佳拍摄状态；
29.c．将煤粉、蒸馏水和氮气进行混合
30.将200目的煤粉灌入煤粉储罐，通过计算机控制系统打开第一pid阀门、第二pid阀门和第三pid阀门，则煤粉储罐中的煤粉通过煤粉输入管注入混合滚筒中，n2气体储罐的氮气通过气体输入主管注入混合滚筒中，储水罐中的蒸馏水通过输水管注入混合滚筒中，混合滚筒中煤粉、蒸馏水和氮气达到设定量和压力时，并关闭第一pid阀门、第二pid阀门和第三pid阀门，启动混合滚筒，则煤粉、蒸馏水和氮气在混合滚筒中进行混合，混合均匀后，混合滚筒停止工作，启动加压泵；
31.d.开始煤粉运移试验
32.通过计算机控制系统将第四pid阀门、两个第五pid阀门和第六pid阀门打开，则加压泵将混合后的煤粉混合物以一定压力和流速通过混合物注入管注入到最左侧的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路中，使煤粉混合物在三个透明弹性裂隙管路中自左向右运移，同时计算机控制系统记录三个透明弹性裂隙管路中煤粉运移全过程的图像和数据，当测试时间达到设置的测试时间后，关闭第四pid阀门、两个第五pid阀门和第六pid阀门，计算机控制系统记录第一混合物流量计、两个第二混合物流量计和第三混合物流量计的示数，ccd工业相机对三个透明弹性裂隙管路进行拍照并将图像保存到计算机控制系统中，以便后期分析使用；
33.e.废物回收清理
34.通过计算机控制系统打开第七pid阀门和三个第十一pid阀门，将三个裂隙通道单元体中位于上部的透明刚性外壳与透明弹性裂隙管路之间环空内的氮气回收到n2气体回收罐中，回收完毕后，关闭第七pid阀门和三个第十一pid阀门，再打开第四pid阀门、两个第五pid阀门和第六pid阀门，利用超声波清洗机对位于上部的三个透明弹性裂隙管路内部进行清洗，将位于上部的三个透明弹性裂隙管路内的煤粉全部清洗到气液固分离箱中，气液固分离箱工作将煤粉、蒸馏水和氮气进行分离，打开第七pid阀门、第八pid阀门和第九pid阀门，则气液固分离箱中的氮气通过气体回收管回收到n2气体回收罐中，气液固分离箱中的蒸馏水通过回水管回收到废水罐中，气液固分离箱中的煤粉通过煤粉回收管回收到煤粉
回收罐中；
35.f.更换不同粒径的煤粉重复上述a～g的步骤，直到三种不同粒径煤粉运移试验测试完成。
36.步骤（七）具体为：测试完成后，计算机控制系统根据采集到的试验测试结果，对透明弹性裂隙管路中煤粉运移全过程的图像和数据进行分析，便可得出不同压差、不同流量、不同流态（单一气体、单一水及气水两相流）、不同裂隙形态组合条件下的不同粒径煤粉堵塞位置、堵塞程度。
37.本实用新型具有以下优点：
38.（1）本实用新型能够测试不同粒径的煤粉在不同流态条件下在不同裂隙形态组合及不同内径裂隙通道中的运移轨迹；
39.（2）本实用新型能快速查明不同粒径煤粉在不同尺寸裂隙中运移时的堵塞位置、堵塞程度，为解堵提供重要指导。
40.综上所述，本实用新型能够测试不同粒径的煤粉在不同流态条件下在不同裂隙形态组合及不同内径裂隙通道中的运移轨迹、堵塞位置、堵塞程度，为解堵提供重要指导。
附图说明
41.图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
42.以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。
43.如图1所示，一种排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置，包括煤粉注入系统、煤粉运移堵塞监测系统、计算机控制系统56和废物回收清理系统，煤粉注入系统、煤粉运移堵塞监测系统和废物回收清理系统按照流体流动方向通过管路依次连接，煤粉注入系统将煤粉、气体、液体注入到煤粉运移堵塞监测系统内进行煤粉运移试验，废物回收清理系统回收煤粉运移堵塞监测系统内的煤粉、气体、液体并进行气液固分离处理，计算机控制系统56分别与煤粉注入系统、煤粉运移堵塞监测系统和废物回收清理系统信号连接。
44.煤粉注入系统包括煤粉储罐1、n2气体储罐2、储水罐3和混合加压箱4，混合加压箱4内设有混合滚筒和加压泵，煤粉储罐1的煤粉出口与混合滚筒的煤粉进口之间连接有煤粉输入管5，煤粉输入管5上沿煤粉流动方向设有第一煤粉流量计6、第一pid阀门7和第一压力表8，n2气体储罐2的气体出口与混合滚筒的气体进口之间连接有气体输入主管9，气体输入主管9上沿气体流动方向设有第一气体流量计10、第二pid阀门11、第二压力表12和一根气体分流管13，储水罐3的出水口与混合滚筒的进水口之间连接有输水管14，输水管14上沿水流方向设有第一液体流量计15、第三pid阀门16和第三压力表17，混合滚筒的混合物出料口与加压泵的进料口连接，加压泵的出料口与煤粉运移堵塞监测系统的进料口之间连接有混合物注入管18，混合物注入管18上沿流体流动方向设有第一混合物流量计19、第四pid阀门20和第四压力表21，气体分流管13的另一端封堵，气体分流管13上还连接有三根气体输入分支管22，三根气体输入分支管22的另一端均与煤粉运移堵塞监测系统连接，煤粉储罐1的煤粉出口、n2气体储罐2的气体出口和储水罐3的出水口均安装有手动阀门，计算机控制系统56分别与混合滚筒、加压泵、第一煤粉流量计6、第一pid阀门7、第一压力表8、第一气体流
量计10、第二pid阀门11、第二压力表12、第一液体流量计15、第三pid阀门16、第三压力表17、第一混合物流量计19、第四pid阀门20和第四压力表21信号连接。
45.煤粉运移堵塞监测系统包括ccd工业相机23和三个裂隙通道单元体，三个裂隙通道单元体的结构相同且左右间隔设置，最左侧的裂隙通道单元体包括两块圆形连接板24和五组管路模拟裂隙通道，两块圆形连接板24左右间隔设置，圆形连接板24的中心线沿左右方向水平设置，五组管路模拟裂隙通道均沿左右方向水平设置在两块圆形连接板24之间且绕两块圆形连接板24的中心线圆周阵列布置，管路模拟裂隙通道包括透明弹性裂隙管路25和透明刚性外壳26，透明弹性裂隙管路25同中心设置在透明刚性外壳26中，透明弹性裂隙管路25的左端固定在透明刚性外壳26的左侧板中部，透明弹性裂隙管路25的右端固定在透明刚性外壳26的右侧板中部，五个透明弹性裂隙管路25的形状分别为直线型、锯齿型、弯曲型、梨型和分叉型，五个透明刚性外壳26的中间设置有一根沿左右方向水平设置的转轴，转轴的两端通过轴承分别转动在两块圆形连接板24上，五个透明刚性外壳26与转轴之间均通过连接架固定连接，五个透明刚性外壳26绕转轴圆周旋转，五个透明刚性外壳26的左端滑动连接在左侧的圆形连接板24的右侧部，五个透明刚性外壳26的右端滑动连接在右侧的圆形连接板24的左侧部，透明刚性外壳26的左侧部外圆上设有进气孔，透明刚性外壳26的右侧部外圆上设有出气孔，最左侧的裂隙通道单元体的右侧圆形连接板24的右侧上部与中间的裂隙通道单元体的左侧圆形连接板24的左侧上部之间连接有第一混合物输送管27，中间的裂隙通道单元体的右侧圆形连接板24的右侧上部与最右侧的裂隙通道单元体的左侧圆形连接板24的左侧上部之间连接有第二混合物输送管28，最右侧的裂隙通道单元体的右侧圆形连接板24的右侧上部连接有混合物输出管29，第一混合物输送管27和第二混合物输送管28上均沿流体流动方向设有第二混合物流量计30、第五pid阀门31和第五压力表32，混合物输出管29上沿流体流动方向设有第三混合物流量计33、第六pid阀门34和第六压力表35，计算机控制系统56分别与ccd工业相机23、第二混合物流量计30、第五pid阀门31、第五压力表32、第三混合物流量计33、第六pid阀门34和第六压力表35信号连接。
46.混合物注入管18的右端连接在最左侧的裂隙通道单元体中左侧的圆形连接板24的左侧上部并与最左侧的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路25的左端密封对接，第一混合物输送管27的左端与最左侧的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路25的右端密封对接，第一混合物输送管27的右端与中间的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路25的左端密封对接，第二混合物输送管28的左端与中间的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路25的右端密封对接，第二混合物输送管28的右端与最右侧的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路25的左端密封对接，混合物输出管29的左端与最右侧的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路25的右端密封对接。
47.三根气体输入分支管22的下端分别对应连接在三个裂隙通道单元体中左侧的圆形连接板24的外圆顶部，三根气体输入分支管22的下端分别对应与三个裂隙通道单元体中位于上部的透明刚性外壳26上的进气孔密封对接。
48.废物回收清理系统包括气液固分离箱36、超声波清洗机、n2气体回收罐37、废水罐38和煤粉回收罐39，混合物输出管29的右端与气液固分离箱36的进料口连接，气液固分离箱36的气体出口与n2气体回收罐37的气体进口之间连接有气体回收管40，气体回收管40上沿气体流动方向设有一根气体集流管41、第七压力表42、第七pid阀门43和第二气体流量表
44，气液固分离箱36的出水口与废水罐38的进水口之间连接有回水管45，回水管45上沿水流方向设有第八压力表46、第八pid阀门47和第二液体流量计48，气液固分离箱36的煤粉出口与煤粉回收罐39的煤粉进口之间连接有煤粉回收管49，煤粉回收管49上沿煤粉流动方向设有第九压力表50、第九pid阀门51和第二煤粉流量计52，气体集流管41的另一端封堵，气体集流管41上还连接有三根气体回收分支管53，三根气体回收分支管53的下端分别对应连接在三个裂隙通道单元体中右侧的圆形连接板24的外圆顶部，三根气体回收分支管53的下端分别对应于三个裂隙通道单元体中位于上部的透明刚性外壳26上的出气孔密封对接，n2气体回收罐37的气体进口、废水罐38的进水口和煤粉回收罐39的煤粉进口均安装有手动阀门，计算机控制系统56分别气液固分离箱36、超声波清洗机、第七压力表42、第七pid阀门43、第二气体流量表44、第八压力表46、第八pid阀门47、第二液体流量计48、第九压力表50、第九pid阀门51和第二煤粉流量计52信号连接。
49.每根气体输入分支管22上均设有第十pid阀门54，每根气体回收分支管53上均设有第十一pid阀门55，计算机控制系统56分别与各个第十pid阀门54和各个第十一pid阀门55信号连接。
50.一种排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置的试验方法，具体包括以下步骤：
51.（一）组装一套排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置；
52.（二）组合裂隙通道；
53.（三）煤粉制备：使用球磨机（现有装置）研磨煤样，再用筛子筛选出200目、400目、800目的煤粉，以备后续进行不同粒径的煤粉运移试验；
54.（四）对排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置进行气密性检查；
55.（五）通过计算机控制系统56进行试验参数设置；
56.（六）通过排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置对步骤（三）所制备的不同粒径的煤粉进行煤粉运移试验；
57.（七）通过计算机控制系统56对数据进行处理与分析；
58.（八）将排采过程煤粉堵塞裂隙实时监测装置的各个设备拆除并整理收纳好，以便下次组装使用。
59.步骤（二）具体为：分别将三个裂隙通道单元体中的五组管路模拟裂隙通道旋转，使相应形状的透明弹性裂隙管路25均转至上部并锁死，进而得到试验需要的裂隙通道组合。
60.步骤（四）具体为：打开n2气体储罐2的气体出口处手动阀门，通过计算机控制系统56分别打开第二pid阀门11、第四pid阀门20和两个第五pid阀门31，将n2气体储罐2中的氮气通过气体输入主管9、混合滚筒和混合物注入管18注入到三个裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路25中，当透明弹性裂隙管路25中压力大于试验设计压力时，关闭第二pid阀门11和第四pid阀门20，停止注入，再将第二pid阀门11和三个第十pid阀门54打开，向三个裂隙通道单元体中位于上部的透明刚性外壳26与透明弹性裂隙管路25之间环空内注入氮气，当达到一定压力时，关闭第二pid阀门11和三个第十pid阀门54，之后静置一定时间检查整个装置气密性。
61.步骤（五）具体为：在计算机控制系统56中选择煤粉的粒径，设置需要的煤粉重量、水与煤粉的混合比例、煤粉注入透明弹性裂隙管路25的压力以及透明刚性外壳26与透明弹
性裂隙管路25之间环空中的压力。
62.步骤（六）具体为：
63.a．设置透明弹性裂隙管路25内径
64.通过计算机控制系统56对三个裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路25内径进行设置，打开第二pid阀门11和三个第十pid阀门54，向三个裂隙通道单元体中位于上部的透明刚性外壳26与透明弹性裂隙管路25之间环空内注入氮气，当达到设定压力时，关闭第二pid阀门11和三个第十pid阀门54，停止注入，则三个透明弹性裂隙管路25在压力作用下分别受压变形至相应设定内径；
65.b.对ccd工业相机23进行调试，使ccd工业相机23达到最佳拍摄状态；
66.c．将煤粉、蒸馏水和氮气进行混合
67.将200目的煤粉灌入煤粉储罐1，通过计算机控制系统56打开第一pid阀门7、第二pid阀门11和第三pid阀门16，则煤粉储罐1中的煤粉通过煤粉输入管5注入混合滚筒中，n2气体储罐2的氮气通过气体输入主管9注入混合滚筒中，储水罐3中的蒸馏水通过输水管14注入混合滚筒中，混合滚筒中煤粉、蒸馏水和氮气达到设定量和压力时，并关闭第一pid阀门7、第二pid阀门11和第三pid阀门16，启动混合滚筒，则煤粉、蒸馏水和氮气在混合滚筒中进行混合，混合均匀后，混合滚筒停止工作，启动加压泵；
68.d.开始煤粉运移试验
69.通过计算机控制系统56将第四pid阀门20、两个第五pid阀门31和第六pid阀门34打开，则加压泵将混合后的煤粉混合物以一定压力和流速通过混合物注入管18注入到最左侧的裂隙通道单元体中位于上部的透明弹性裂隙管路25中，使煤粉混合物在三个透明弹性裂隙管路25中自左向右运移，同时计算机控制系统56记录三个透明弹性裂隙管路25中煤粉运移全过程的图像和数据，当测试时间达到设置的测试时间后，关闭第四pid阀门20、两个第五pid阀门31和第六pid阀门34，计算机控制系统56记录第一混合物流量计19、两个第二混合物流量计30和第三混合物流量计33的示数，ccd工业相机23对三个透明弹性裂隙管路25进行拍照并将图像保存到计算机控制系统56中，以便后期分析使用；
70.e.废物回收清理
71.通过计算机控制系统56打开第七pid阀门43和三个第十一pid阀门55，将三个裂隙通道单元体中位于上部的透明刚性外壳26与透明弹性裂隙管路25之间环空内的氮气回收到n2气体回收罐37中，回收完毕后，关闭第七pid阀门43和三个第十一pid阀门55，再打开第四pid阀门20、两个第五pid阀门31和第六pid阀门34，利用超声波清洗机对位于上部的三个透明弹性裂隙管路25内部进行清洗，将位于上部的三个透明弹性裂隙管路25内的煤粉全部清洗到气液固分离箱36中，气液固分离箱36工作将煤粉、蒸馏水和氮气进行分离，打开第七pid阀门43、第八pid阀门47和第九pid阀门51，则气液固分离箱36中的氮气通过气体回收管40回收到n2气体回收罐37中，气液固分离箱36中的蒸馏水通过回水管45回收到废水罐38中，气液固分离箱36中的煤粉通过煤粉回收管49回收到煤粉回收罐39中；
72.f.更换不同粒径的煤粉重复上述a～g的步骤，直到三种不同粒径煤粉运移试验测试完成。
73.步骤（七）具体为：测试完成后，计算机控制系统56根据采集到的试验测试结果，对透明弹性裂隙管路25中煤粉运移全过程的图像和数据进行分析，便可得出不同压差、不同
流量、不同流态、不同裂隙形态组合条件下的不同粒径煤粉堵塞位置、堵塞程度。
74.手动阀门、转轴、连接架和超声波清洗机在图中均未示。
75.计算机控制系统56、混合滚筒、加压泵、第一煤粉流量计6、第一pid阀门7、第一压力表8、第一气体流量计10、第二pid阀门11、第二压力表12、第一液体流量计15、第三pid阀门16、第三压力表17、第一混合物流量计19、第四pid阀门20、第四压力表21、手动阀门、ccd工业相机23、第二混合物流量计30、第五pid阀门31、第五压力表32、第三混合物流量计33、第六pid阀门34、第六压力表35、气液固分离箱36、超声波清洗机、第七压力表42、第七pid阀门43、第二气体流量表44、第八压力表46、第八pid阀门47、第二液体流量计48、第九压力表50、第九pid阀门51、第二煤粉流量计52、第十pid阀门54和第十一pid阀门55均为现有常规设备，具体构造和工作原理不再赘述，手动阀门起到保护作用，用于试验的开始和停止，本实用新型中包含的自动控制技术为常规技术，不涉及新的计算机程序。
76.计算机控制系统56安装有德国 lavision 公司的 davis8.1 软件和 pivview2c 软件，用于操作 ccd 工业相机采集和处理透明弹性裂隙管路25中煤粉运移全过程的图像。
77.以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。