[发明专利]一种煤岩解吸附试验方法

说明书

技术领域

本发明属于煤岩分析领域，涉及煤岩解吸附，尤其是一种煤岩解吸附试验方法。

背景技术

地层下的煤岩除了自由气外，还含有吸附气，该吸附气含在煤岩颗粒中。通过检测煤岩颗粒的吸附气量及逸气速度，可实现采集并利用该能源。由于煤岩颗粒在底层下基本上以饱和的形式存在，但不同粒径的煤岩颗粒在不同压力条件下的解吸速率和解吸量不同，而且，煤岩颗粒受不同液体的浸润后其解吸率和解吸量也不同；此外，还涉及到不同含水饱和度煤样的排液解吸率和解吸量。因此，对煤岩颗粒进行解吸附分析是十分重要的。

目前，对煤岩解吸分析的装置的设计环境与煤岩颗粒在地层下的环境相差较多，因此无法仿真模拟地层下的真正煤岩颗粒存在状态，导致煤岩颗粒的解吸附数据偏差较大，无法定量分析煤岩颗粒吸附气的逸气速度及解吸量，阻碍了科学采集煤岩吸附气的进展。

通过检索，发现如下与本专利申请相关的公开专利文献：

一种受载煤岩恒压瓦斯吸附解吸试验系统和方法（CN102419295A），包括重力恒气压装置、真空泵、高压瓦斯气瓶、恒压瓦斯罐、样品罐、重力恒液压装置和手摇泵。能够对煤试样在不同的外部加载压力和不同的瓦斯气压下进行以下瓦斯吸附和解吸试验：1)研究在不同载荷作用下，由于煤岩破坏而引起的吸附特性变化，研究吸附常数、吸附量等随载荷变化规律；2)研究不同承载状况下的含瓦斯煤岩的瓦斯解吸过程；3)研究不同粒度的煤岩在恒定瓦斯压力环境中的吸附过程及吸附常数；4)研究不同粒度的含瓦斯煤岩在不同的大气压力环境中瓦斯解吸过程和规律；5)研究含瓦斯煤岩在瓦斯吸附和解析过程中的蠕变力学性质。

通过技术特征对比，上述公开专利文献与本专利申请有较大不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种煤岩解吸附试验方法，该方法可仿真模拟地层下的煤岩颗粒的实际存在状态，为科学分析煤岩颗粒所含吸附气的吸附量及解吸速度奠定基础。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种煤岩解吸附试验方法，步骤是：

⑴在解吸反应容器内的两层滤网之间加入定量确定粒径的煤岩颗粒，然后打开甲烷气罐的截止阀门，向解吸反应容器内注入甲烷气体，注入压力为5MPa，时间为12小时，使煤岩颗粒内吸附入甲烷分子；

⑵关闭甲烷气罐的截止阀门，调整回压阀，初始设定回压阀的压力为4MPa；当反应容器及主管路内的解吸气体压力超过回压阀的设定压力，该气体进入测量容器内，通过精密电子天平来测定测量容器的出水量；

⑶调整回压阀，使回压阀压力较前次压力降低0.4MPa，重复本步骤，直至回压为0MPa，即测出无液体影响时不同压力下的干煤岩解吸量和解吸速率。

一种煤岩解吸附工作液的试验方法，步骤是：

⑴在解吸反应容器内的两层滤网之间加入定量确定粒径的煤岩颗粒，打开甲烷气罐的截止阀门，向解吸反应容器内注入甲烷气体，注入压力为5MPa时间为12小时，使煤岩颗粒内吸附入甲烷分子；

⑵关闭甲烷气罐的截止阀门，调整回压阀，设定回压阀的压力为4MPa；

⑶通过平流泵向中间容器注液体，直到测量容器不再出气；

⑷启动磁力搅拌器，设定转数为100rdm；

⑸调整回压阀，设定回压阀的压力为1.8MPa；

⑹反应容器及主管路内的解吸气体压力超过回压阀的设定压力，该气体进入测量容器内，通过精密电子天平来测定测量容器的出水量，即可得出煤岩的吸附量。

⑺调整回压阀，使回压阀压力较前次压力降低0.3MPa，重复本步骤，直至回压为0MPa。

而且，所采用的试验系统的结构是：在主管路上分别连接甲烷气罐、平流泵、解吸反应容器、恒温水浴器、测量容器、氮气罐，其中甲烷气罐通过一截止阀门与主管路连通，测量容器侧边还设置有一精密电子天平，氮气罐通过截止阀门与主管路连通，其特征在于：在测量容器前端的主管路上通过截止阀门还安装一回压阀，氮气罐通过截止阀门与回压阀连通。

而且，所述解吸反应容器的包括循环水套、滤网、磁力搅拌器，循环水套与恒温水浴器连通，在循环水套中部固装两层滤网，在两层滤网中间放置待测煤岩颗粒，上层滤网上方的循环水套空间形成解吸反应室，下层滤网下方的循环水套空间安装磁力搅拌器，磁力搅拌器下方的循环水套通过管路与主管路连通。

而且，在回压阀前端的主管路上还设置有分管路，在该分管路上安装一放空阀门。

本发明的优点和有益效果为：