构造煤渗透性测试仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种构造煤的测试仪，具体是一种构造煤渗透性测试仪，可W同时实 现对不规则构造煤的稳态法与非稳态法渗透性测试。
【背景技术】
[0002] 现有的煤岩测试原理是基于达西渗流理论，测试方法包括稳态法和非稳态法。目 前，实验渗透率测试仪包括=个主体部分，气瓶、岩屯、置放室(岩屯、夹持器)、气体流量计，可 W测试两种规格的样品，分别是直径为5畑1、高IOcm的圆柱和直径为2. 5畑1、高为5cm的圆 柱。岩屯、夹持器是刚性不可变形的，为了起到封闭效果，夹持器需要加载一定的压力，稳态 法对试样的截面面积有固定的要求(截面直径为5cm、2. 5cm)，非稳态法虽然对样品截面面 积没有要求，但实验样品必须圆柱状。构造煤(尤其是变形强烈的构造煤)力学强度差、钻样 难，获取的实验渗透性样品不规则，目前的渗透率测试仪在测试构造煤渗透性时，需将构造 煤粉碎，放进成型的容器内压实，形成上述规则的圆柱型样品，即型煤，但该种获取实验样 品的方式，破坏了构造煤原生结构，测试出来的渗透率不能反映构造煤的真实渗透性。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有的渗透率测试仪无法获取构造煤实验样品，来反映构造煤真实渗透 性的数据，本发明提供一种构造煤渗透性测试仪。本测试仪可W同时进行稳态法和非稳态 法测试，所用样品无须通过钻机钻取，只要将构造煤磨出上、下两个平行的面，测试的样品 没有严格的上、下面面积要求，样品外表面可W是不平整的面。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是；一种构造煤渗透性测试仪，包括放 置有样品的岩屯、置放室，岩屯、置放室两端分别开有通气孔； 所述样品两端是平面，样品四周与岩屯、置放室内壁之间填充有玻璃胶； 所述岩屯、置放室一端通过管路连接有调压阀，调压阀连通至气源；所述调压阀和岩屯、 置放室之间连接有相互并联的流量计I和上游容器；在所述流量计I靠近岩屯、置放室一端 的管路上设置有阀口II;在所述上游容器两端的管路上分别设置有阀口I和阀口III; 所述岩屯、置放室另一端通过管路分别连接有流量计II、真空累和下游容器；所述流量 计II的连接口处设置有阀口IV;所述真空累连接口处设置有阀口V;所述下游容器连接口 处设置有阀口VI; 所述岩屯、置放室两端通气孔之间连接有压差计。
[0005] 其进一步是；所述岩屯、置放室包括空屯、圆柱和设置在空屯、圆柱两端的上盖和下 盖；所述上盖和下盖呈圆柱状，上盖和下盖中屯、开有通气孔。
[0006] 本测试仪在测试构造煤渗透率时，无须将构造煤破碎制作成型煤，测试出来的渗 透率更接近真实；本测试仪无须规则样品，对于样品的高度和截面面积没有固定的要求，只 需磨出两个平行的面，该样对于强度弱的构造煤来说，更加容易取样，用可塑性较强的玻璃 胶进行封闭处理，可W避免样品夹持器加压损伤样品；本测试可W进行稳态和非稳态测试， 测试的范围更宽，获取的数据更多；在进行非稳态法测试时，由于需要样品孔隙度，传统的 方法是利用其它的仪器线测试出样品的孔隙度，再来进行渗透性测试，而本装置可W直接 利用本测试仪测出样品孔隙度，实现孔隙度测试和渗透性测试一体化，测试更为便捷高效。
【附图说明】
[0007] 图1是本发明结构示意图； 图2是岩屯、置放室分解结构示意图； 图3是放置有规则样品时的岩屯、置放室结构示意图； 图4是放置有不规则样品时的岩屯、置放室结构示意图。
[000引图中；1、调压阀；2、流量计I;3、阀口II;4、岩屯、置放室；5、样品；6、玻璃胶；7、流 量计II;8、阀口IV;9、真空累；10、阀口V;11、阀口VI;12、下游容器；13、下盖；14、上盖； 15、阀口III;16、上游容器；17、阀口I;18、压差计。
【具体实施方式】
[0009] W下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明作进一步说明。
[0010] 如图1所示，一种构造煤渗透性测试仪，岩屯、置放室4两端分别开有通气孔；调压 阀1和岩屯、置放室4之间连接有相互并联的流量计I2和上游容器16 ;在流量计I2靠近 岩屯、置放室4 一端的管路上设置有阀口II3 ;在上游容器16两端的管路上分别设置有阀口 I 17和阀口III15 ;调压阀1连通至气源；岩屯、置放室4另一端通过管路分别连接有流量计 II7、真空累9和下游容器12 ;流量计II7的连接口处设置有阀口IV8 ;真空累9连接口处 设置有阀口V10 ;下游容器12连接口处设置有阀口VI11 ;岩屯、置放室4两端通气孔之间 连接有压差计18。再结合图2所示，岩屯、置放室4包括空屯、圆柱和设置在空屯、圆柱两端的 上盖14和下盖13 ;上盖14和下盖13呈圆柱状，上盖14和下盖13中屯、开有通气孔；样品 5两端是平面，样品5是不规则形状，样品5四周与岩屯、置放室4内壁之间填充有玻璃胶6。
[0011] 本测试仪能实现对于不规则构造煤实验渗透性的测试，岩屯、置放室为具有上下盖 的、可W灵活装载卸载的装置，可同时进行稳态法和非稳态法测试。
[001引稳态法测试 利用玻璃胶的可塑性，解决了原岩屯、置放室不可变形的缺点。
[0013] 把上、下面磨平的样品5置于岩屯、置放室4下盖13中间，将玻璃胶6 -层一层放 在样品周围，玻璃胶代替岩屯、置放室中的夹持器，避免了夹持器加压破坏煤体的结构，样品 的截面面积只要在岩屯、置放室4横截面范围内，确保周围可加入玻璃胶6进行封闭即可； 待玻璃胶凝固后，封闭上盖，将所有阀口打开，打开真空累，抽完真空后，将阀口I17、 III 15、VI11、V10关闭，阀口II3、IV8维持开放状态，打开气瓶，慢调调压阀1，通气后，待 出气端出气量稳定后即可记录出气端流量计7的数据，完成了利用稳态法测试构造煤渗透 性。
[0014] 非稳态法测试 即瞬间脉冲法，利用该种方法测试样品渗透率时，需要样品的孔隙度，所W在岩屯、置放 室4测试样品5的体积、孔隙度，在测试过程中需要借助玻璃胶、塑料薄膜来实现对样品体 积、孔隙度及渗透性的测试。
[0015]在具体测试时分为W下几步： 第一，将薄膜贴在岩屯、置放室内壁上，打开真空累和所有阀口，抽真空后，然后关闭出 阀阀口I17、11115、￥ 10,其他阀口维持打开状态，打开调压阀微调气体压力，通气后，固定 气体压力不变，等到气体流量计；！ 2不再变化即岩屯、置放室内的气体压力与调压阀的压力 相等时，记下气体流量Vl，此时测出的气体流量即为进入岩屯、置放室(没有装入样品）的气 体体积； 第二，将样品的上面或者下面置于岩屯、置放室的下盖内侧，放平，样品与下盖结合处粘 上玻璃胶，待干燥后，再将上、下盖盖上，连接通气管，打开真空累和所有阀口，抽真空后，然 后关闭出阀阀口I17、11115、1' 10,打开调压阀微调气体压力，固定的气体压力值与第一步 相同，待样品吸附饱和，气体流量计：！ 2不变时，测出的气体流量即气体体积记为V2,相对于 第一步，第二步气体体积减少，该是因为样品的占据了一定的空间(此时体积不包括样品有 效孔隙)，将减少的气体体积记为Vs八1_V2; 第=，打开上盖后，样品不要卸载，将玻璃胶倒入量杯内，测量好玻璃胶体积后再倒入 岩屯、置放室内，倒入的玻璃胶高度与样品高度相等时即停止，记下此时倒入玻璃胶的体积 V、将岩屯、置放室的体积V4减去玻璃胶的体积V剩下体积记为V6,此时分两种情况；（1)样 品的高度与岩屯、置放室高度相同时，V6即为样品5的体积；（2)样品的高度小于岩屯、置放室 高度时，再将剩余体积Ve减去岩屯、置放室内样品顶面W上(未充填玻璃胶）部分的体积V7， 即为样品体积V8; 最后将Vg减去V3,即为样品的孔隙体积，记为Vg,样品孔隙度为Vg除WVe或V8,封住上 盖，打开所有阀口，抽真空后，关闭阀口II3、IV8、V10,其他阀口维持打开状态，调节调压 阀，给予上游容器16 -个脉冲即气体压力，关闭调压阀，等到压差计18测量到上游容器与 下游容器12等压时，即完成了利用非稳态法测试构造煤的渗透性。
【主权项】
1. 一种构造煤渗透性测试仪，包括放置有样品（5)的岩心置放室（4)，岩心置放室（4) 两端分别开有通气孔； 其特征在于： 所述样品（5)两端是平面，样品（5)四周与岩心置放室（4)内壁之间填充有玻璃胶（6); 所述岩心置放室（4) 一端通过管路连接有调压阀（1 )，调压阀（1)连通至气源；所述调 压阀（1)和岩心置放室（4)之间连接有相互并联的流量计I (2)和上游容器（16);在所述流 量计I (2)靠近岩心置放室（4) 一端的管路上设置有阀门II (3);在所述上游容器（16)两 端的管路上分别设置有阀门I (17)和阀门111(15); 所述岩心置放室（4)另一端通过管路分别连接有流量计II (7 )、真空泵（9 )和下游容器 (12);所述流量计II (7)的连接口处设置有阀门IV(S);所述真空泵（9)连接口处设置有阀 门V (10 );所述下游容器（12 )连接口处设置有阀门VI (11); 所述岩心置放室（4)两端通气孔之间连接有压差计（18)。2. 根据权利要求1所述的构造煤渗透性测试仪，其特征在于：所述岩心置放室（4)包括 空心圆柱和设置在空心圆柱（19)两端的上盖（14)和下盖（13);所述上盖（14)和下盖（13) 呈圆柱状，上盖（14)和下盖（13)中心开有通气孔（18)。
【专利摘要】本发明公布一种构造煤渗透性测试仪，能同时实现对不规则构造煤的稳态法与非稳态法渗透性测试。包括放置有样品的岩心置放室，岩心置放室两端分别开有通气孔；样品两端是平面，样品四周与岩心置放室内壁之间填充有玻璃胶；岩心置放室一端通过管路连接有调压阀，调压阀连通至气源；调压阀和岩心置放室之间连接有相互并联的流量计Ⅰ和上游容器；岩心置放室另一端通过管路分别连接有流量计Ⅱ、真空泵和下游容器；岩心置放室两端通气孔之间连接有压差计。本测试仪容易取样，避免样品夹持器加压损伤样品，测试出来的渗透率更接近真实；可进行稳态和非稳态测试，测试的范围更宽，同时可测试出样品孔隙度，获取的数据更多。
【IPC分类】G01N15/08, G01N7/10
【公开号】CN104964905
【申请号】CN201510393287
【发明人】屈争辉, 孙维吉, 储小送, 郭卫坤, 靖建凯
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月7日