一种煤层气自动吸附解吸实验装置的制作方法

本发明涉及煤层气吸附解吸量试验分析领域，具体是一种煤层气自动吸附解吸实验装置。

背景技术：

煤层气作为一种非常可观的天然气，其储层特征与常规石油天然气储层特征相比较，具有诸多特点：储层为煤、气、水三相共存，有微孔隙和天然裂缝组成的双重孔隙系统，微孔隙系统非常发育，吸附能力很强，煤层气的运移包含解吸一扩散-渗流的复杂过程，因此加快研究适合我国煤层低压低渗、低饱和度条件下的煤层气开采和注气增产理论及储层模拟研究显得十分重要，而煤层气的解吸扩散机理直接决定了煤层气的开采方式、打井方式、注水注气增产方式等，直接影响到煤层气田能否产气能否高产快产，能否具有稳定气流量等，因此，进一步加强对煤层气解吸吸附机理的研究具有非常重要的实际意义。

中国专利公开了一种自动化煤层气吸附解吸实验装置(授权公告号cn206489028u)，该专利技术能够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，但是不能对煤层气等进行过温度控制，实验的数据不够精确，且不方便对样品缸进行清洗，而且，目前的实验时，样品填充无序，这样，在吸附和解吸时，煤样很难达到均匀性的效果，影响实验质量。因此，本发明提供了一种煤层气自动吸附解吸实验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种煤层气自动吸附解吸实验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种煤层气自动吸附解吸实验装置，包括煤层气瓶、压裂解吸组件、恒温箱和吸附解吸机构，其中，所述煤层气瓶和压裂解吸组件以并联的方式连接至所述恒温箱内的吸附解吸机构；

所述吸附解吸机构包括底座、样品缸和参照缸；其特征在于，

所述样品缸和参照缸并联布设在所述底座上，且所述底座固定设置在所述恒温箱内；

所述样品缸和参照缸能够在所述底座上滑入/滑出所述恒温箱；

所述样品缸和参照缸内部均设置有煤样填充定位组件；

所述煤样填充定位组件包括竖直连接板一、竖直连接板二和填样单元容纳体，其中，所述竖直连接板一或者竖直连接板二上沿着竖直方向固定设置有多个间隔开布置的填样单元容纳体，所述填样单元容纳体内部填充煤样，所述填样单元容纳体上设置有多个透气孔，所述竖直连接板一、竖直连接板二为刚性致密无空隙结构，且所述竖直连接板一与竖直连接板二之间能够扣合固定连接设置，以便通过竖直连接板一、竖直连接板二之间的扣合连接，将多个填样单元容纳体成排列的方式连接在一起置于所述样品缸或参照缸内。

进一步，作为优选，所述竖直连接板一与竖直连接板二之间采用阶梯结构扣合连接在一起，且扣合连接后采用螺钉或者螺丝固定连接。

进一步，作为优选，所述压裂解吸组件包括压裂液瓶、压裂液增压泵和压裂液温度控制器；其中，所述煤层气瓶的顶端的一侧固定连接有煤层气出气管，所述煤层气出气管的一端的下侧固定连接有煤层气增压泵，所述煤层气增压泵的一端连接有第二连接管，所述第二连接管的一端固定连接有恒温箱，且第二连接管的内侧靠近煤层气增压泵的一端安装有煤层气温度控制器，所述第二连接管的内侧靠近恒温箱的一端安装有压力表，且第二连接管的内侧靠近压力表的一端安装有煤层气阀，所述第二连接管的外侧位于压力表与煤层气阀之间固定连接有第一连接管，且第二连接管的外侧靠近第一连接管的一端固定连接有真空管，所述第一连接管的一端安装有压裂液增压泵，且第一连接管的内侧靠近压裂液增压泵的一端安装有压裂液温度控制器，所述第一连接管的内侧靠近真空管的一端安装有压裂液阀，所述真空管的底端固定连接有真空泵，且真空管的内侧靠近第一连接管的一端安装有真空阀，所述压裂液增压泵的顶端固定连接有压裂液出气管，所述压裂液出气管的顶端固定连接有压裂液瓶，所述恒温箱的内部安装有吸附解吸机构，且恒温箱的内侧壁靠近吸附解吸机构的一端安装有温度传感器。

进一步，作为优选，所述恒温箱的前表面的上侧嵌入设置有温度显示屏，且恒温箱的顶端嵌入设置有排气管，所述排气管的内侧的下端安装有出气阀，且排气管的内侧靠近出气阀的上端安装有流量表，所述温度传感器与温度显示屏电性连接。

进一步，作为优选，所述底座的顶端固定连接有两组滑槽，所述每组滑槽的内侧均滑动连接有一个定位座，且每组滑槽的顶端的两侧均嵌入设置有固定螺栓，所述一个定位座内侧固定连接有参照缸，且另一个定位座的内侧固定连接有样品缸，所述参照缸和样品缸的顶端共同连接有弯连管。

进一步，作为优选，所述参照缸和弯连管、样品缸和弯连管的连接处的外侧均设置有接头螺帽，所述弯连管的外侧的顶端固定连接有接头管，且弯连管的外侧的顶端靠近接头管的一端固定连接有出气管，所述滑槽与定位座通过固定螺栓固定连接。

进一步，作为优选，所述出气管的顶端与排气管的底端固定连接，所述接头管的顶端与第二连接管的一端固定连接。

进一步，作为优选，所述定位座包括定位环，所述定位环的外侧的两端均固定连接有滑块，且定位环的外侧的前端嵌入设置有手拧螺栓。

进一步，作为优选，所述滑块嵌入在滑槽的内侧，所述参照缸嵌入在定位环的内侧，且参照缸与定位环通过手拧螺栓固定连接。

进一步，作为优选，所述压裂液温度控制器包括外壳体，所述外壳体的两端均通过法兰盘固定连接有密封盖，且外壳体的内部设置有温度控制多孔芯，通过所述温度控制多孔芯实现对其内部流过的介质进行温度控制，且流过的介质的温度与恒温箱内的温度相同，所述压裂液温度控制器与煤层气温度控制器的结构相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

(1)本发明煤样填充定位组件可以有序的将煤样进行分单元放置，这样，可以提高对煤样的解吸和吸附的均匀性，保证实验精度，而且，本发明的竖直连接板一、竖直连接板二为扣合拆卸设置，不仅方便对煤样进行填充与放置，而且，竖直的布置可以使得内部气流流通的均匀性和稳定性，提高实验效果。

(2)通过压裂液温度控制器对流入吸附解吸机构内的压裂液进行温度控制，通过煤层气温度控制器对流入吸附解吸机构内的煤层气进行温度控制，从而保证试验所需的气体温度，提高了试验数据的准确性，通过定位座对参照缸和样品缸进行固定，当做完实验后，逆时针转动固定螺栓和接头螺帽，即可沿着滑槽滑出参照缸和样品缸，再逆时针转动手拧螺栓，即可拿出参照缸和样品缸，对其进行清洗，方便、快捷，为使用者提供了便捷。

附图说明

图1为一种煤层气自动吸附解吸实验装置的结构示意图；

图2为图1中a的放大图；

图3为一种煤层气自动吸附解吸实验装置中吸附解吸机构结构示意图；

图4为一种煤层气自动吸附解吸实验装置中定位座的结构示意图；

图5为一种煤层气自动吸附解吸实验装置中压裂液温度控制器的剖视图；

图6为一种煤层气自动吸附解吸实验装置中煤样填充定位组件的结构示意图。

图中：1、煤层气瓶；2、煤层气出气管；3、压裂液瓶；4、压裂液出气管；5、压裂液增压泵；6、压裂液温度控制器；61、外壳体；62、活性炭滤芯；63、密封盖；7、第一连接管；8、压裂液阀；9、压力表；10、流量表；11、排气管；12、出气阀；13、温度显示屏；14、恒温箱；15、温度传感器；16、吸附解吸机构；161、底座；162、滑槽；163、固定螺栓；164、定位座；1641、定位环；1642、滑块；1643、手拧螺栓；165、参照缸；166、接头螺帽；167、接头管；168、弯连管；169、出气管；160、样品缸；17、真空管；18、真空阀；19、真空泵；20、第二连接管；21、煤层气阀；22、煤层气温度控制器；23、煤层气增压泵，24、阶梯结构，25、竖直连接板一，26、竖直连接板二，27、煤样，28、填样单元容纳体。

具体实施方式

请参阅图1～6，本发明实施例中，一种煤层气自动吸附解吸实验装置，包括煤层气瓶1、压裂解吸组件、恒温箱14和吸附解吸机构16，其中，所述煤层气瓶1和压裂解吸组件以并联的方式连接至所述恒温箱14内的吸附解吸机构16；

所述吸附解吸机构16包括底座161、样品缸160和参照缸165；其特征在于，

所述样品缸160和参照缸165并联布设在所述底座161上，且所述底座161固定设置在所述恒温箱14内；

所述样品缸160和参照缸165能够在所述底座161上滑入/滑出所述恒温箱；

所述样品缸160和参照缸165内部均设置有煤样填充定位组件；

所述煤样填充定位组件包括竖直连接板一25、竖直连接板二26和填样单元容纳体28，其中，所述竖直连接板一25或者竖直连接板二26上沿着竖直方向固定设置有多个间隔开布置的填样单元容纳体28，所述填样单元容纳体28内部填充煤样，所述填样单元容纳体28上设置有多个透气孔，所述竖直连接板一25、竖直连接板二26为刚性致密无空隙结构，且所述竖直连接板一25与竖直连接板二26之间能够扣合固定连接设置，以便通过竖直连接板一25、竖直连接板二26之间的扣合连接，将多个填样单元容纳体28成排列的方式连接在一起置于所述样品缸160或参照缸165内。

在本实施例中，所述竖直连接板一25与竖直连接板二26之间采用阶梯结构24扣合连接在一起，且扣合连接后采用螺钉或者螺丝固定连接。所述压裂解吸组件包括压裂液瓶3、压裂液增压泵5和压裂液温度控制器6；其中，煤层气瓶1的顶端的一侧固定连接有煤层气出气管2，煤层气出气管2的一端的下侧固定连接有煤层气增压泵23，煤层气增压泵23的一端连接有第二连接管20，第二连接管20的一端固定连接有恒温箱14，第二连接管20的内侧靠近煤层气增压泵23的一端安装有煤层气温度控制器22，第二连接管20的内侧靠近恒温箱14的一端安装有压力表9，第二连接管20的内侧靠近压力表9的一端安装有煤层气阀21，第二连接管20的外侧位于压力表9与煤层气阀21之间固定连接有第一连接管7，第二连接管20的外侧靠近第一连接管7的一端固定连接有真空管17，第一连接管7的一端安装有压裂液增压泵5，第一连接管7的内侧靠近压裂液增压泵5的一端安装有压裂液温度控制器6，第一连接管7的内侧靠近真空管17的一端安装有压裂液阀8，真空管17的底端固定连接有真空泵19，真空管17的内侧靠近第一连接管7的一端安装有真空阀18，压裂液增压泵5的顶端固定连接有压裂液出气管4，压裂液出气管4的顶端固定连接有压裂液瓶3，恒温箱14的内部安装有吸附解吸机构16，恒温箱14的内侧壁靠近吸附解吸机构16的一端安装有温度传感器15，恒温箱14的前表面的上侧嵌入设置有温度显示屏13，恒温箱14的顶端嵌入设置有排气管11，排气管11的内侧的下端安装有出气阀12，排气管11的内侧靠近出气阀12的上端安装有流量表10，温度传感器15与温度显示屏13电性连接。

在图3中：吸附解吸机构16包括底座161，底座161的顶端固定连接有两组滑槽162，每组滑槽162的内侧均滑动连接有一个定位座164，每组滑槽162的顶端的两侧均嵌入设置有固定螺栓163，一个定位座164内侧固定连接有参照缸165，另一个定位座164的内侧固定连接有样品缸160，参照缸165和样品缸160的顶端共同连接有弯连管168，参照缸165和弯连管168、样品缸160和弯连管168的连接处的外侧均设置有接头螺帽166，弯连管168的外侧的顶端固定连接有接头管167，弯连管168的外侧的顶端靠近接头管167的一端固定连接有出气管169，滑槽162与定位座164通过固定螺栓163固定连接，在参照缸165放入已知吸附解吸量的标准煤粉，在样品缸160内放入需要检测的煤粉试样，从而可以得出所需的数据。

在图1中：出气管169的顶端与排气管11的底端固定连接，从而可以通过出气管169排出煤样解吸的气体，接头管167的顶端与第二连接管20的一端固定连接，从而可以通过接头管167流入煤样吸附的气体。

在图4中：定位座164包括定位环1641，定位环1641的外侧的两端均固定连接有滑块1642，定位环1641的外侧的前端嵌入设置有手拧螺栓1643，从而可以固定参照缸165和样品缸160。

在图3中：滑块1642嵌入在滑槽162的内侧，参照缸165嵌入在定位环1641的内侧，参照缸165与定位环1641通过手拧螺栓1643固定连接，从而可以拆卸参照缸165和样品缸160，方便对其进行清洗。

在图5中：压裂液温度控制器6包括外壳体61，所述外壳体61的两端均通过法兰盘固定连接有密封盖63，且外壳体61的内部设置有温度控制多孔芯62，通过所述温度控制多孔芯62实现对其内部流过的介质进行温度控制，且流过的介质的温度与恒温箱内的温度相同，所述压裂液温度控制器6与煤层气温度控制器22的结构相同。

本发明的工作原理：首先，逆时针转动固定螺栓163和接头螺帽166，然后，沿着滑槽162向外拉动定位座164，滑出参照缸165和样品缸160，接着，再打开参照缸165和样品缸160，在参照缸165内放入已知吸附解吸量的标准煤粉，在样品缸160内放入需要检测的煤粉试样，同理，再滑动定位座164，把参照缸165和样品缸160移到设定的位置，再通过接头螺帽166使参照缸165和样品缸160同时与弯连管168固定在一起，再顺时针转动固定螺栓163，对定位座164进行固定，接着，关闭恒温箱14的箱门，对吸附解吸机构16进行加热，通过温度传感器15检测恒温箱14的温度，并通过温度显示屏13读取恒温箱14内的温度，使恒温箱14内保持设定的温度，接着，关闭出气阀12、压裂液阀8和煤层气阀21，打开真空阀18，接着，开启真空泵19，对参照缸165和样品缸160进行抽真空，并读取压力表9上的读数，当压力达到设定值后，关闭真空泵19和真空阀18，打开煤层气阀21和煤层气瓶1，开启煤层气增压泵23，把煤层气瓶1内的煤层气通入参照缸165和样品缸160内，通过煤层气温度控制器22对煤层气瓶1内的煤层气进行温度控制，同时读取压力表9上的读数，当压力表9上的压力值达到常压值时，煤样吸附平衡，关闭煤层气阀21、煤层气瓶1以及煤层气增压泵23，接着，打开压裂液阀8和压裂液瓶3，开启压裂液增压泵5，把压裂液瓶3内的压裂液以气体的形式送入参照缸165和样品缸160内，通过压裂液温度控制器6对压裂液瓶3内的压裂液进行温度控制，再关闭压裂液阀8、压裂液瓶3和压裂液增压泵5，打开出气阀12，煤样解吸的气体通过排气管11排到外部，同时，通过流量表10读取解吸煤层气的体积，同时，通过压力表9观测压力值，并记录时间，当流量表10上的数据不在增加时，解吸结束，实验完成。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。