一种煤层气吸附解吸实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于实验室实验装置领域，尤其涉及一种煤层气吸附解吸实验装置，其应用于实验室模拟煤层气聚集赋存、卸压开采解吸的技术研究领域，对煤层气吸附解吸特性的评价。
【背景技术】
[0002]煤层气吸附解吸机理对认识煤岩的储气-产出规律、临界解吸压力测试具有决定性作用;且煤层气的吸附解吸数据又是煤层气产能评价与预测必不可少的重要参数，这都决定了开展煤层气吸附解吸实验的必要性和重要性。
[0003]目前，国内外学者进行了大量煤层气吸附解吸实验的研究，但实验研究方法主要是把不同粒径煤粉放入样品缸，对其进行注气吸附一卸压解吸，这种方法存在无轴压、围压加载的缺陷，且破坏煤样原始结构，不能模拟煤储层的地质条件。因此，如何在实验室内模拟煤地下储层环境，以及在此环境下开展煤层气吸附解吸实验，是实验室测试人员孜孜以求的目标。
【发明内容】
[0004]为克服上述已有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种煤层气吸附解吸实验装置，其能够对自然煤样施加不同的应力和温度，模拟煤储层地质环境下煤层气吸附解吸过程，研究煤样中吸附的甲烷气体在温度-压力双重作用下解吸特征。
[0005]为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:其包括三轴岩心夹持器，所述三轴岩心夹持器包括腔体以及其内部设有的夹持工位，所述夹持工位的径向外周与腔体之间设有胶筒外围空间，所述夹持工位轴向的一端或者两端设有轴向加压缸空间；所述腔体上分别设有与夹持工位连通的实验进口和实验出口 ；其特征在于:还包括甲烷注气单元、甲烧解吸单元、真空抽气单元、围压加载注液单元、轴压加载注液单元以及加热单元，其中:
[0006]所述甲烷注气单元包括甲烷气源，所述三轴岩心夹持器的实验进口通过进口管线及阀门、压力表与所述甲烷气源连接；
[0007]所述甲烷解吸单元包括水槽、量筒，所述三轴岩心夹持器的实验出口通过出口管线连接所述水槽的进水口，所述水槽的排水口与所述量筒连通；
[0008]所述真空抽气单元包括真空栗，所述真空栗通过真空管线及阀门、压力表与所述出口管线并接；
[0009]所述围压加载注液单元通过加压管线与所述三轴岩心夹持器的外围加压空间连通;所述轴压加载注液单元通过加压管线与所述三轴岩心夹持器的轴向加压缸空间连通；
[0010]所述加热单元包括安装在腔体上的温度传感器、电加热器件，且二者通过温度控制器联动控制。
[0011]上述方案进一步优选为:
[0012]所述进口管线上设有用于调节注气压力的减压器，通过调节减压器，能够对同一煤样改变注气压力大小。
[0013]所述围压加载注液单元、轴压加载注液单元均包括手动水压栗，所述加压管线上均安装有手动阀门以及压力表，即采用水压作为围压、轴压的加载压力源。
[0014]所述阀门均为手动阀门，成本低且容易维护保养。
[0015]本实用新型所提供的一种煤层气吸附解吸实验装置，由于设计了由手动水压栗、三轴岩心夹持器等组成的围压及轴压应力加载系统，以及由温度传感器、电加热器件及温度控制器等组成的温控系统，同时采用自然煤样，在不破坏原煤结构条件下进行煤层气吸附解吸实验，其优点在于这种煤层气吸附解吸实验装置，能在实验室内较真实的模拟煤地下储层环境，以及在此环境下进行煤层气吸附解吸实验，为深入研究煤层气吸附解吸机理提供技术支持。
【附图说明】
[0016]为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对本领域的技术人员来讲，在没有做出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；
[0018]图中:1、甲烷气瓶，2-1、第一手动阀，2-2、第二手动阀，2-3、第三手动阀，2_4、第四手动阀，2-5、第五手动阀，3-1、第一压力表，3-2、第二压力表，3-3、第三压力表，3-4、第四压力表，3-5、第五压力表，4、三轴岩心夹持器，5、温度传感器，6、煤样，7、温度控制器，8-1、第一手动水压栗、8-2、第二手动水压栗，9-1、真空栗，10、水槽，11、量筒，12、轴向加压缸空间，13、胶筒外围空间，14、电加热器件，15、减压器。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
[0020]参照图1，一种煤层气吸附解吸实验装置，包括包括甲烷气瓶1、手动阀2、压力表3、三轴岩心夹持器4、温度传感器5、温度控制器7、手动水压栗8、真空栗9、水槽10、量筒11、电加热器件14、减压器15。甲烷气瓶I通过管线经第一压力表3-1、第一手动阀2-1、减压器15、第五压力表3-5与三轴岩心夹持器4的实验进口相连;三轴岩心夹持器4的夹持工位放置煤样6;第一手动水压栗8-1通过管线经第二手动阀2-2、第二压力表3-2与三轴岩心夹持器4的胶筒外围空间13相通，实现对煤样6围压加载;第二手动水压栗8-2通过管线经第三手动阀2-3、第三压力表3-3与三轴岩心夹持器4的轴向加压缸空间12相通，实现对煤样6轴压加载；三轴岩心夹持器4腔体上安装有温度传感器5、电加热器件14，且二者分别通过信号线和控制线与温度控制器7连接构成温控系统，实现温度的自动控制;三轴岩心夹持器4的实验出口通过出口管线经第五手动阀2-5与水槽10、量筒11顺次相连;真空栗9通过管线经第四压力表3-4、第四手动阀2-4连接在三轴岩心夹持器4出口管线上，以便对三轴岩心夹持器4中煤样6抽真空。
[0021 ]三轴岩心夹持器在岩心渗透率测试领域广泛应用，其结构也均为本领域所公知的技术，比如中国专利CN20081024377UCN201220223263分别公开了三轴岩心夹持器的结构。
[0022]孔隙压力与煤层气吸附解吸特性关系实验的工作过程:首先保证所有阀门都关闭，将煤样6放置于三轴岩心夹持器4的夹持工位中，将两侧端盖拧紧;然后，打开第四手动阀2-4，开启真空栗9，并用真空栗9对三轴岩心夹持器4中的煤样6抽真空，当真空压力达到设定值后，关闭第四手动阀2-4和真空栗9;开启温度控制器7，将温度设定在实验温度;打开第三手动阀2-3，利用第二手动水压栗8-2，对煤样施加轴向应力到设定值;打开第二手动阀2-2，利用第一手动水压栗8-1，对煤样施加围压到设定值;打开第一手动阀2-1，通入甲烷气体，开启并调节减压器15，使甲烷注气压力达到所需的工作压力，并记录此时第五压力表3-5数值;吸附12小时后，先关闭第一手动阀2-1，关闭减压器15，打开第五手动阀2-5，用管线将产出气体引入水槽10，排水至量筒11，记录解吸气体积及解吸时间，解吸至不再有气体析出为解吸结束；在以上实验基础上，通过调节减压器15，对同一煤样改变注气压力大小，重复吸附和解吸实验步骤，依次测量不同解吸时间下解吸气体积。
【主权项】
1.一种煤层气吸附解吸实验装置，包括三轴岩心夹持器，所述三轴岩心夹持器包括腔体以及其内部设有的夹持工位，所述夹持工位的径向外周与腔体之间设有胶筒外围空间，所述夹持工位轴向的一端或者两端设有轴向加压缸空间;所述腔体上分别设有与夹持工位连通的实验进口和实验出口；其特征在于:还包括甲烷注气单元、甲烷解吸单元、真空抽气单元、围压加载注液单元、轴压加载注液单元以及加热单元，其中: 所述甲烷注气单元包括甲烷气源，所述三轴岩心夹持器的实验进口通过进口管线及阀门、压力表与所述甲烷气源连接； 所述甲烷解吸单元包括水槽、量筒，所述三轴岩心夹持器的实验出口通过出口管线连接所述水槽的进水口，所述水槽的排水口与所述量筒连通； 所述真空抽气单元包括真空栗，所述真空栗通过真空管线及阀门、压力表与所述出口官线并接； 所述围压加载注液单元通过加压管线与所述三轴岩心夹持器的外围加压空间连通;所述轴压加载注液单元通过加压管线与所述三轴岩心夹持器的轴向加压缸空间连通； 所述加热单元包括安装在腔体上的温度传感器、电加热器件，且二者通过温度控制器联动控制。2.根据权利要求1所述的煤层气吸附解吸实验装置，其特征在于:所述进口管线上设有用于调节注气压力的减压器。3.根据权利要求1所述的煤层气吸附解吸实验装置，其特征在于:所述围压加载注液单元、轴压加载注液单元均包括手动水压栗，所述加压管线上均安装有手动阀门以及压力表。4.根据权利要求1所述的煤层气吸附解吸实验装置，其特征在于:所述阀门均为手动阀门。
【专利摘要】本实用新型公开了一种煤层气吸附解吸实验装置，包括三轴岩心夹持器,甲烷注气单元、甲烷解吸单元、真空抽气单元、围压加载注液单元、轴压加载注液单元以及加热单元，三轴岩心夹持器包括腔体以及其内部设有的夹持工位，所述夹持工位的径向外周与腔体之间设有胶筒外围空间，所述夹持工位轴向的一端或者两端设有轴向加压缸空间；所述腔体上分别设有与夹持工位连通的实验进口和实验出口。本实用新型能在实验室内较真实的模拟煤地下储层环境，以及在此环境下进行煤层气吸附解吸实验，为深入研究煤层气吸附解吸机理提供技术支持。
【IPC分类】G01N7/04, G01N7/16, G01N7/00
【公开号】CN205384199
【申请号】CN201620174992
【发明人】万军凤, 王飞, 宿连军
【申请人】万军凤
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年3月9日