专利名称：一种模块化煤岩吸附解吸性能评价装置及方法
技术领域：
本发明属于煤岩吸附解吸技术领域，尤其涉及一种模块化煤岩吸附解吸性能评价装置及方法。
背景技术：
煤层气是一种非常规油气资源，煤层气的开采对于减少煤矿安全事故、提高资源利用率和保护环境具有重要的意义。由于煤层气主要以吸附态赋存于煤层中，因此，煤岩的吸附解吸性能评价是煤层气开发的基础数据之一，评价煤岩的吸附解吸性能及其影响因素对煤层气的开发具有重要意义。目前，煤岩吸附解吸性能评价主要采用国外进口设备。
发明内容
为了解决目前的问题，本方案发明了一种模块化煤岩吸附解吸性能评价装置及方法，提供一种模块化煤岩吸附解吸性能评价装置，建立一套煤岩吸附解吸性能评价方法，实现对煤岩吸附解吸性能及影响因素的评价。本发明是这样实现的，一种模块化煤岩吸附解吸性能评价装置，其特征在于，所述模块化煤岩吸附解吸性能评价装置采用模块化设计，包括气源系统、温控系统、标准室、样品室、压力采集系统、抽真空系统、回压控制系统和气体计量系统；气源系统，用于提供不同压力不同类型的测试气体；温度控制系统，用于模拟不同的煤层温度；标准室、样品室和压力采集系统构成了吸附解吸装置的核心模块，标准室为缓冲注入压力和平衡吸附解吸过程的标准气体容器；样品室为样品的装填装置，不同的样品室可装填煤粉或煤岩岩心；压力采集系统用于测定实验过程中样品室、标准室以及系统的压力值；抽真空系统，用于对吸附解吸系统进行抽真空处理，以保证测量结果的精确性；回压控制系统，用于控制降压解吸过程的压力，测量煤岩的吸附解吸特性与压力的关系;气体计量系统，用于测量解吸过程中排出的气量。进一步，所述气源系统提供不同的测试气体，包括氮气、甲烷和二氧化碳等。进一步，所述温度控制系统的可调温度范围为0 200°C。本发明的另一目的在于提供一种模块化煤岩吸附性能评价方法，其特征在于，该吸附性能评价方法包括煤岩经破碎、粉碎、过筛、烘干、配样、压实过程制成实验用煤样；检查装置气密性，利用真空泵对煤岩模型进行抽真空处理；通过气源系统向标准室中注入实验气体，并记录压力值；连通标准室与样品室，使气体在煤岩样品中充分吸附，记录稳定时的压力值；判断吸附实验压力是否为最大。
进一步，判断吸附实验压力是否为最大的方法进一步包括若压力最大，则吸附实验结束；若压力不是最大，则通过气源系统向标准室中注入实验气体，并记录压力值。进一步，煤岩吸附评价方法及计算公式如下根据真实气体状态方程，在吸附达到平衡时，气体的吸附体积为
权利要求
1.一种模块化煤岩吸附解吸性能评价装置，其特征在于，所述模块化煤岩吸附解吸性能评价装置采用模块化设计，包括气源系统、温控系统、标准室、样品室、压力采集系统、抽真空系统、回压控制系统和气体计量系统； 气源系统，用于提供不同压力不同类型的测试气体； 温度控制系统，用于模拟不同的煤层温度； 标准室、样品室和压力采集系统构成了吸附解吸装置的核心模块，标准室为缓冲注入压力和平衡吸附解吸过程的标准气体容器；样品室为样品的装填装置，不同的样品室可装填煤粉或煤岩岩心；压力采集系统用于测定实验过程中样品室、标准室以及系统的压力值； 抽真空系统，用于对吸附解吸系统进行抽真空处理，以保证测量结果的精确性； 回压控制系统，用于控制降压解吸过程的压力，测量煤岩的吸附解吸特性与压力的关系; 气体计量系统，用于测量解吸过程中排出的气量。
2.如权利要求1所述模块化煤岩吸附解吸性能评价装置，其特征在于，所述气源系统提供不同的测试气体，包括氮气、甲烷和二氧化碳。
3.如权利要求1所述模块化煤岩吸附解吸性能评价装置，其特征在于，所述温度控制系统的可调温度范围为O 200°C。
4.一种模块化煤岩吸附性能评价方法，其特征在于，该吸附性能评价过程包括 (1)煤岩经破碎、粉碎、过筛、烘干、配样、压实过程制成实验用煤样；或采用原煤样品； (2)检查装置的气密性，然后利用真空泵对煤岩模型进行抽真空处理； (3)通过气源系统向标准室中注入实验气体至初始实验压力； (4)连通标准室与样品室，使气体在煤岩样品中充分吸附，记录稳定时的压力值为平衡压力； (5)提高标准室的压力，重复步骤(4)，得到一系列平衡压力值。
5.如权利要求4所述的模块化煤岩吸附性能评价方法，其特征在于，煤岩吸附评价方法及计算公式如下 根据真实气体状态方程，在吸附平衡时，气体的吸附体积为
6.一种模块化煤岩解吸性能评价方法，其特征在于，该解吸性能评价过程包括 步骤I，检查装置气密性并对系统进行抽真空处理； 步骤2，当吸附实验达到最高实验压力点时，从标准室中排放出一定量气体并记录标准室的压力值；步骤3，连通标准室与样品室，使饱和吸附的煤岩样品进行解吸，待解吸达到平衡时读取平衡压力； 步骤4，从标准室中再排放出一定量气体，记录标准室的压力值； 步骤5，再次连通标准室与样品室，使饱和吸附的煤岩样品进行解吸，待解吸达到平衡时读取平衡压力； 步骤6，重复步骤4 5，直至设定的最低解吸压力。
7.如权利要求7所述的模块化煤岩解吸性能评价方法，其特征在于，解吸平衡时的解吸体积为
全文摘要
本发明公开了一种模块化煤岩吸附解吸性能评价装置及方法，包括气源系统，用于提供不同压力不同类型的测试气体；温度控制系统，用于模拟不同的煤层温度；标准室，为缓冲注入压力和平衡吸附解吸过程的标准气体容器；样品室，为样品的装填装置，不同的样品室可装填煤粉或煤岩岩心；压力采集系统，用于测定系统的压力；抽真空系统，用于对特定系统进行抽真空处理；回压控制系统，用于控制降压解吸过程的压力，测量煤岩的解吸特性与压力的关系；气体计量系统，用于测量解吸过程中排出的气量。本发明提供的模块化煤岩吸附解吸性能评价装置，建立了一种煤岩吸附解吸性能评价方法，可以对煤岩吸附解吸性能及影响因素进行评价。
文档编号G01N7/00GK103063544SQ201210469550
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月11日 优先权日2012年11月11日
发明者孙仁远, 林李, 张元法, 王楚峰, 战永平 申请人:中国石油大学(华东)