煤層氣定壓解吸的實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及實(shí)驗(yàn)室模擬煤層氣排采過(guò)程的技術(shù)研宄領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種在主動(dòng)控制壓力為定制條件下、研宄煤層氣定壓解吸特征的煤層氣定壓解吸的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]與常規(guī)氣藏不同，煤層氣主要是以吸附狀態(tài)賦存于煤儲(chǔ)層中，其運(yùn)移產(chǎn)出機(jī)理與常規(guī)天然氣差別很大，煤儲(chǔ)層多為煤、氣、水三項(xiàng)共存；煤儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)有其特殊性，煤層氣主要以吸附狀態(tài)存在于煤層中；煤層氣的運(yùn)移則包含解吸-擴(kuò)散-滲流的復(fù)雜過(guò)程。目前，煤層氣解吸理論的研宄較少，鑒于煤層氣解吸機(jī)理對(duì)煤層氣解吸率和排采制度的確定影響明顯，系統(tǒng)深入地研宄排水降壓過(guò)程中煤層氣的解吸過(guò)程和解吸規(guī)律迫在眉睫。
[0003]目前，在外界環(huán)境壓力為常壓之下的解吸/擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)研宄取得了較有價(jià)值成果，但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，地面煤層氣開(kāi)采的瓦斯運(yùn)移解吸過(guò)程并不是在常壓條件實(shí)現(xiàn)的，兩者之間有著很大的區(qū)別，尤其是在含水煤層定壓瓦斯解吸/擴(kuò)散特征研宄甚少，因此，進(jìn)行含水煤層定壓瓦斯解吸/擴(kuò)散特征的實(shí)驗(yàn)研宄是我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)工作中迫切需要解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供一種煤層氣定壓解吸的實(shí)驗(yàn)裝置，在用壓力控制器控制該處的出口壓力不變的情況下，模擬煤層氣排采過(guò)程，研宄含水煤體瓦斯定壓解吸特征。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0006]一種煤層氣定壓解吸的實(shí)驗(yàn)裝置，包括通過(guò)管線(xiàn)依次連接的氣壓瓶、儲(chǔ)液罐、第一卡套式閥門(mén)、煤樣罐、第二卡套式閥門(mén)、卡套式三通、氣體解吸儀；所述儲(chǔ)液罐通過(guò)管線(xiàn)與真空泵連接；所述煤樣罐上設(shè)有出氣口和壓力表，所述出氣口通過(guò)管線(xiàn)依次連接第二卡套式閥門(mén)和卡套式三通，所述卡套式三通的一個(gè)出口端連接壓力控制系統(tǒng)，另一個(gè)出口端連接氣體解吸儀。
[0007]本實(shí)用新型的煤層氣定壓解吸的實(shí)驗(yàn)裝置，
[0008]1.用儲(chǔ)液罐利用氣壓瓶的氣體壓力向煤樣罐中加水，模擬煤層氣排采過(guò)程中的煤層環(huán)境，提高模擬實(shí)驗(yàn)的相似度；
[0009]2.用壓力控制系統(tǒng)控制該處的出口壓力在某一壓力值恒定不變，從而對(duì)煤層氣排采過(guò)程中的瓦斯定壓運(yùn)移解吸規(guī)律進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)煤層氣排采工作具有一定的指導(dǎo)意義。
[0010]作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述煤樣罐置于恒溫水浴加熱儀內(nèi)，這樣可以保持煤樣罐的溫度保持穩(wěn)定，避免受環(huán)境溫度的影響，使測(cè)量數(shù)據(jù)失真。
[0011]作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述壓力控制系統(tǒng)包括交流電源、智能數(shù)顯壓力控制器和設(shè)置在所述卡套式三通與氣體解吸儀之間管線(xiàn)上的電磁閥，所述交流電源為智能數(shù)顯壓力控制器提供工作電源，所述智能數(shù)顯壓力控制器通過(guò)卡套式三通連接在管線(xiàn)上，所述智能數(shù)顯壓力控制器與電磁閥電連接。智能數(shù)顯壓力控制器根據(jù)管線(xiàn)壓力大小，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)控制電磁閥的打開(kāi)與關(guān)閉，當(dāng)管線(xiàn)壓力大于控制壓力時(shí)，電磁閥打開(kāi)，氣體壓力降低，當(dāng)管線(xiàn)壓力小于控制壓力時(shí)，電磁閥關(guān)閉，隨著氣體繼續(xù)解吸，管線(xiàn)壓力上升，當(dāng)其大于控制壓力后，電磁閥再次打開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)氣體解吸過(guò)程中，電磁閥的多次關(guān)閉與打開(kāi)。
[0012]作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述壓力控制器與電磁閥、交流電源之間的連接導(dǎo)線(xiàn)均纏繞有防水絕緣帶和防水膠，對(duì)連接導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行防水處理，可以保證電路工作的穩(wěn)定性。
[0013]作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述儲(chǔ)液罐與真空泵之間的管線(xiàn)設(shè)置有球閥，方便快速打開(kāi)與關(guān)閉，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行抽真空。
[0014]作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述管線(xiàn)為高壓管線(xiàn)，所述氣壓瓶為高壓氣瓶，所述高壓氣瓶與儲(chǔ)液罐的管線(xiàn)上設(shè)置有減壓閥，打開(kāi)高壓氣瓶，調(diào)節(jié)減壓閥，可以控制儲(chǔ)液罐的進(jìn)氣端的壓力保持一個(gè)平穩(wěn)的值，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)液罐進(jìn)氣端壓力的穩(wěn)定；儲(chǔ)液罐向煤樣罐加水時(shí)，可以保持進(jìn)水量和流速的穩(wěn)定，而不必用高壓水泵，借助高壓氣瓶的壓力即可，方便易行。
[0015]作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述高壓氣瓶最少為兩個(gè)。本實(shí)驗(yàn)裝置可進(jìn)行單一氣相或單一水相加壓，也可以氣、水兩相加壓。高壓氣瓶一般為兩個(gè)，例如可以是甲烷和氦氣，甲烷用作實(shí)驗(yàn)氣體，氦氣用來(lái)測(cè)試自由空間體積和檢查氣密性?？梢园凑諏?shí)驗(yàn)的所需，調(diào)整氣相壓力和水相壓力。
[0016]作為對(duì)上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述儲(chǔ)液罐外接進(jìn)水管，所述進(jìn)水管設(shè)置有第三卡套式閥門(mén)，通過(guò)進(jìn)水管、第三卡套式閥門(mén)可以向儲(chǔ)液罐加水，也可以通過(guò)進(jìn)水管、第三卡套式閥門(mén)放出儲(chǔ)液罐中的氣體。
[0017]具體使用過(guò)程如下:
[0018]1.檢測(cè)系統(tǒng):關(guān)閉第三卡套式閥門(mén)和球閥，打開(kāi)第一卡套式閥門(mén)和第二卡套式閥門(mén)，打開(kāi)高壓氣瓶，當(dāng)壓力表達(dá)到實(shí)驗(yàn)值時(shí)，關(guān)閉高壓氣瓶，觀察壓力表值的變化，檢測(cè)整個(gè)連接管路是否漏氣。
[0019]2.吸附平衡:氣密性檢查完畢后，將實(shí)驗(yàn)煤樣裝入煤樣罐中，打開(kāi)恒溫水浴加熱儀，打開(kāi)球閥，打開(kāi)真空泵，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行抽真空，然后關(guān)閉球閥，打開(kāi)瓦斯氣瓶并調(diào)節(jié)減壓閥到實(shí)驗(yàn)所需的氣壓，進(jìn)行吸附12h以上，使煤樣吸附平衡。
[0020]3.注水步驟:待煤樣吸附平衡后，關(guān)閉第一卡套式閥門(mén)，打開(kāi)第三卡套式閥門(mén)，向儲(chǔ)液罐注水，注水體積不得少于煤樣罐的自由空間體積。注水完成后，關(guān)閉第三卡套式閥門(mén)，打開(kāi)高壓氣瓶，調(diào)節(jié)減壓閥，使儲(chǔ)液罐壓力高于煤樣罐壓力后，打開(kāi)卡套式閥門(mén)7，待煤樣罐壓力達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需要模擬的壓力后，關(guān)閉第一卡套式閥門(mén)，關(guān)閉高壓氣瓶，打開(kāi)第三卡套式閥門(mén)，放出儲(chǔ)液罐中的氣體，然后靜置24h以上，使水充分浸潤(rùn)煤樣。
[0021]4.定壓解吸步驟:待注水后的煤樣被充分浸潤(rùn)后，接通壓力控制系統(tǒng)電源，啟動(dòng)電磁閥，調(diào)節(jié)壓力控制器至控制壓力值，等電磁閥完全啟動(dòng)后，打開(kāi)第二卡套式閥門(mén)，觀察并記錄壓力表和氣體解吸儀的值，以及電磁閥每次關(guān)閉和打開(kāi)的時(shí)間點(diǎn)，直至電磁閥不再打開(kāi)，瓦斯解吸儀中的液面不再下降。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所取得的有益效果是:
[0023]本實(shí)用新型的煤層氣定壓解吸的實(shí)驗(yàn)裝置，在用壓力控制器控制該處的出口壓力不變的情況下，模擬煤層氣排采過(guò)程，研宄含水煤體瓦斯定壓解吸特征。用儲(chǔ)液罐利用氣壓瓶的氣體壓力向煤樣罐中加水，模擬煤層氣排采過(guò)程中的煤層環(huán)境，提高模擬實(shí)驗(yàn)的相似度；用壓力控制系統(tǒng)控制該處的出口壓力在某一壓力值恒定不變，從而對(duì)煤層氣排采過(guò)程中的瓦斯定壓運(yùn)移解吸規(guī)律進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)煤層氣排采工作具有一定的指導(dǎo)意義。
【附圖說(shuō)明】
[0024]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1為本實(shí)用新型的的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合本實(shí)用新型