压力值达到试验压力；试验过程中，通过电磁流量计(16)将流量信息传递给平流栗(13)，并由平流栗(13)自动调节注入流量，使岩心夹持器(5)入口处的压力始终保持为定值； (8)试验过程中，由控制软件监测、记录压力传感器I(4)、天平(11)和电磁流量计(16)的数值变化情况，并计算出岩心夹持器(5)入口与出口的实时压差，绘制相关数据随时间的变化曲线，岩心夹持器(5)流出的悬浊液由与出口相连的容器II (10)接收； (9)试验结束后，打开岩心夹持器(5)环空与容器1(9)之间连接管路上的阀门(3-10)并打开活塞搅拌容器(I)底部的阀门(3-12)进行泄流，解除管路连接；打开岩心夹持器(5)，将取出试验样品，清洗试验容器。2.根据权利要求1所述的一种煤层气井排采产出煤粉运移模拟试验方法，其特征是:所使用的试验装置还包括备用的活塞搅拌容器(I)，两个活塞搅拌容器(I)的上腔和与平流栗(13)出口连通的管路并联连通，下腔和与岩心夹持器(5)轴向进口连通的管路并联连通；试验时，先关闭备用的活塞搅拌容器(I)上腔入口处的阀门(3-5)和下腔与岩心夹持器(5)连通管路上的阀门(3-6)，当活塞搅拌容器(I)中的水煤混合物用尽还需要继续试验时，关闭活塞搅拌容器(I)上腔入口处的阀门(3-3)和下腔与岩心夹持器(5)连通管路上的阀门(3-4)，打开备用的活塞搅拌容器(I)上腔入口处的阀门(3-5)和下腔与岩心夹持器(5)连通管路上的阀门(3-6)，继续向岩心夹持器(5)注入流体；试验结束后，打开备用的活塞搅拌容器(I)底部的阀门(3-13)进行泄流。3.根据权利要求1或2所述的一种煤层气井排采产出煤粉运移模拟试验方法，其特征是:所述的岩心夹持器(5)样品室内试验压力为0.1MPa?16MPa，试验温度为常温；所述的岩心夹持器(5)环空内的试验压力为0.lMPa-20MPa。4.根据权利要求3所述的一种煤层气井排采产出煤粉运移模拟试验方法，其特征是:所述的水煤混合物中，煤粉的粒径不大于2_，质量浓度不大于10%。5.根据权利要求4所述的一种煤层气井排采产出煤粉运移模拟试验方法，其特征是:所述的压力传感器I (4)和背压阀(14)的精度为0.4级，所述的电磁流量计(16)的精度为0.2级；岩心夹持器(5)入口处的压力保持为定值时，压力误差不超过0.05MPa。6.一种煤层气井排采产出煤粉运移模拟试验方法，其特征在于:所使用的试验装置包括活塞搅拌容器⑴、岩心夹持器(5)、空压机(6)、电磁阀(7)、液体增压栗⑶、天平(11)、平流栗(13)、背压阀(14)、电磁流量计(16)和电气控制及监控系统，所述的平流栗(13)的进口管路口置于容器III (12)内，出口管路依次串接背压阀(14)、电磁流量计(16)后与活塞搅拌容器⑴的上腔连通，活塞搅拌容器⑴的下腔与岩心夹持器(5)的轴向进口连通；岩心夹持器(5)的轴向出口管路口置于容器II (10)内，岩心夹持器(5)的轴向进口管路上设有压力传感器I (4)，容器II (10)放置在天平(11)上；电磁阀(7)两端分别与空压机(6)和液体增压栗(8)连接，液体增压栗(8)的进口管路口置于容器1(9)内，出口与岩心夹持器(5)环压的进口连通，岩心夹持器(5)环压的出口管路口置于容器1(9)内；所述的电气控制及监控系统由电气元件及控制软件组成；具体步骤如下: (1)将准备好的煤柱或胶结、压实的压裂砂装入岩心夹持器(5)的胶套中，密封后将胶套置于岩心夹持器(5)中，调节岩心夹持器(5)的长度，将胶套和试验样品固定好； (2)将配置好的浓度一定、容量一定的水煤混合物放入清洗干净的活塞搅拌容器(I)的下腔中； (3)将整个试验装置中的连接管线、电源等连接好，打开电源和电气控制及监控系统； (4)在容器I(9)和容器III (12)中盛满清水； (5)打开空压机(6)和液体增压栗(8)，向岩心夹持器(5)的环空加围压，围压达到试验设计值时停止增加围压； (6)打开背压阀(14)，并设置为最高工作压力，设置平流栗(13)输出流量为试验设计流量；打开岩心夹持器(5)进口和出口处的阀门(3-8)和阀门(3-11)，打开平流栗(13)和活塞搅拌容器(I)连通管路上的阀门(3-1)和阀门(3-2)，打开活塞搅拌容器(I)上腔入口处的阀门(3-3)和下腔与岩心夹持器(5)连通管路上的阀门(3-4)，向活塞搅拌容器(I)上腔注入介质加压，开始向岩心夹持器(5)中注入水煤混合物； (7)观察电磁流量计(16)或显示器上控制软件中流量值，并对平流栗(13)进行适当调节，使岩心夹持器(5)入口处的流量值达到试验设定流量；流出流体的流量由根据天平(11)称量的容器II(1)中流体的重量换算得到；试验过程中，通过压力传感器1(4)将压力信息传递给平流栗(13)，并由平流栗(13)自动调节注入压力，使岩心夹持器(5)入口处的流量始终保持为定值； (8)试验过程中，由控制软件监测、记录平流栗(13)、压力传感器I(4)、天平(11)和电磁流量计(16)的数值变化情况，并计算出岩心夹持器(5)入口与出口的实时压差，绘制相关数据随时间的变化曲线，岩心夹持器(5)流出的悬浊液由与出口相连的容器II(1)接收； (9)试验结束后，打开岩心夹持器(5)环空与容器1(9)之间连接管路上的阀门(3-10)并打开活塞搅拌容器(I)底部的阀门(3-12)进行泄流，解除管路连接；打开岩心夹持器(5)，将取出试验样品，清洗试验容器。7.根据权利要求6所述的一种煤层气井排采产出煤粉运移模拟试验方法，其特征是:所使用的试验装置还包括备用的活塞搅拌容器(1I)，两个活塞搅拌容器(I)的上腔和与平流栗(13)出口连通的管路并联连通，下腔和与岩心夹持器(5)轴向进口连通的管路并联连通；试验时，先关闭备用的活塞搅拌容器(1)上腔入口处的阀门(3-5)和下腔与岩心夹持器(5)连通管路上的阀门(3-6)，当活塞搅拌容器(1)中的水煤混合物用尽还需要继续试验时，关闭活塞搅拌容器(1)上腔入口处的阀门(3-3)和下腔与岩心夹持器(5)连通管路上的阀门(3-4)，打开备用的活塞搅拌容器(I)上腔入口处的阀门(3-5)和下腔与岩心夹持器(5)连通管路上的阀门(3-6)，继续向岩心夹持器(5)注入流体；试验结束后，打开备用的活塞搅拌容器(I)底部的阀门(3-13)进行泄流。8.根据权利要求6或7所述的一种煤层气井排采产出煤粉运移模拟试验方法，其特征是:所述的岩心夹持器(5)样品室内试验压力为0.1MPa?16MPa，试验温度为常温；所述的岩心夹持器(5)环空内的试验压力为0.lMPa-20MPa。9.根据权利要求8所述的一种煤层气井排采产出煤粉运移模拟试验方法，其特征是:所述的水煤混合物中，煤粉的粒径不大于2_，质量浓度不大于10%。10.根据权利要求9所述的一种煤层气井排采产出煤粉运移模拟试验方法，其特征是:所述的压力传感器I (4)和背压阀(14)的精度为0.4级，所述的电磁流量计(16)的精度为.0.2级；岩心夹持器(5)入口处的流量保持为定值时，流量误差不超过0.01ml/m。
【专利摘要】本发明公开了一种煤层气井排采产出煤粉运移模拟试验方法，属于煤层气开采领域，本方法通过用岩心夹持器(5)装试验样品，通过空压机(6)、电磁阀(7)和液体增压泵(8)增加岩心夹持器(5)的围压模拟煤层围压环境，通过平流泵(13)给活塞搅拌容器(1)加压向岩心夹持器(5)内注入水煤混合物(悬浊物)，并收集流出流体以备检测其成分，通过压力传感器检测压力，通过电磁流量计检测流量，通过电气控制及监控系统检测和精确地控制试验过程，实现了模拟煤层气开采过程中煤层流体及煤粉的运移及淤堵的试验。本发明控压、控流量精度高，压力、流量波动性小，数据显示准确、直观，便于控制、操作简单。
【IPC分类】E21B49/00, E21B47/00
【公开号】CN105114055
【申请号】CN201510501562
【发明人】刘世奇, 桑树勋, 赵刚强, 王冉, 黄华州, 周效志, 王文峰, 曹丽文, 贾金龙, 刘会虎, 徐宏杰, 刘长江
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月14日