[实用新型]低渗透煤体高压气体循环脉冲致裂增透实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于低渗透本煤层强化增透技术领域，特别是涉及一种低渗透煤体高压气体循环脉冲致裂增透实验装置。

背景技术

我国低渗透本煤层强化增透技术主要包括深孔爆破、水力压裂等。但是深孔爆破有产生火花和不能重复装药的缺点，水力压裂裂纹扩展具有地应力敏感性和煤层敏感性，使得上述本煤层强化增透技术的增透效果不理想，且上述技术的工艺比较复杂。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种低渗透煤体高压气体循环脉冲致裂增透实验装置，该装置通过力电感应电控阀使高压气体多次循环冲击煤体致裂增透，操作简单、成本低、增透效果明显。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种低渗透煤体高压气体循环脉冲致裂增透实验装置，包括煤体试样、爆破气缸机构、三轴加载系统、高压气体冲击系统及煤体渗透率测定系统；

所述煤体试样由煤块和保护层组成，所述保护层设置在煤块四周的侧壁上；

所述爆破气缸机构由上、下气缸盖、气缸筒及上、下压头组成，气缸筒竖直设置，在气缸筒的底部设置有下气缸盖，在气缸筒的顶部设置有上气缸盖，所述上、下气缸盖与气缸筒形成密封空间；在上气缸盖的中部设置有轴压加载通孔，在上气缸盖的底部中央处设置有上盖凹槽，所述上压头的顶部设置在上盖凹槽内，在上压头竖直方向上的中部设置有上压头贯通孔；在下气缸盖的顶部中央处设置有下盖凹槽，所述下压头的底部设置有凸起，且下压头的凸起设置在下盖凹槽内；在下压头和下气缸盖竖直方向上的中部分别设置有下压头贯通孔和下气缸盖贯通孔，且下压头贯通孔和下气缸盖贯通孔相连通；在所述上、下压头之间设置有煤体试样，在煤体试样的煤块上设置有竖直的爆破孔，所述爆破孔与上压头贯通孔相连通；

所述三轴加载系统由轴压加载系统和围压加载系统组成，所述轴压加载系统设置在上压头的上部，所述轴压加载系统的上部通过爆破气缸机构中上气缸盖的轴压加载通孔设置在爆破气缸机构的外部；在轴压加载系统内设置有三通孔，三通孔由第一、第二、第三通孔组成，所述第一、第二、第三通孔相连通，其中的第一通孔与爆破气缸机构中上压头的上压头贯通孔相连通；所述围压加载系统设置在爆破气缸机构的外部，围压加载系统通过围压连接管与爆破气缸机构内部空间相连通，在围压连接管上设置有第三手控阀，在第三手控阀与围压加载系统之间、靠近围压加载系统的围压连接管上设置有第三数字压力表；

所述高压气体冲击系统由设置在爆破气缸机构内部的气爆枪和设置在爆破气缸机构外部的力电感应电控阀、高压储气罐、多通阀、空压机及气体气源瓶组成；所述气爆枪的枪头设置在煤体试样的爆破孔中，在爆破孔的入口处、气爆枪与爆破孔之间填充有封孔粘结剂密封；气爆枪尾部与设置在上压头贯通孔内的输气管的一端相连通，所述输气管的另一端通过上压头贯通孔设置在三通孔的第一通孔内，三通孔的第二通孔与力电感应电控阀的一端通过输气管相连通，所述力电感应电控阀的另一端与高压储气罐的一端通过输气管相连通，所述高压储气罐的另一端与多通阀的一个端口通过输气管相连通；所述多通阀的另两个端口分别与空压机、气体气源瓶通过输气管相连通；在力电感应电控阀与高压储气罐之间、靠近高压储气罐的输气管上设置有第五数字压力表，在多通阀与气体气源瓶之间的输气管上设置有第四手控阀，在第四手控阀与气体气源瓶之间、靠近气体气源瓶的输气管上设置有第四数字压力表；

所述煤体渗透率测定系统由设置在爆破气缸机构外部的甲烷气瓶、水槽及量筒组成；所述甲烷气瓶与轴压加载系统内三通孔的第三通孔之间通过甲烷输气管相连通，在甲烷输气管上设置有第一手控阀，在第一手控阀与甲烷气瓶之间、靠近甲烷气瓶的甲烷输气管上设置有第一数字压力表；在所述水槽内倒置设置有量筒，甲烷导气管的一端与下气缸盖贯通孔相连通，另一端设置在量筒内；在甲烷导气管上设置有第二手控阀，在第二手控阀与下气缸盖贯通孔之间、靠近下气缸盖贯通孔的甲烷导气管上设置有第二数字压力表。

在所述上气缸盖的底部边缘设置有上凹槽，在所述下气缸盖的顶部边缘设置有下凹槽，且上、下凹槽位置相对应；所述气缸筒的顶部和底部分别设置在上、下凹槽内。

在所述下气缸盖上设置有缸体液压入孔，所述围压连接管通过缸体液压入孔与爆破气缸机构内部空间相连通。

在所述上压头的下端面和下压头的上端面上均设置有凹槽，所述煤体试样的两端分别设置在凹槽内。

在所述高压储气罐外部设置有过压保护装置。

所述爆破孔的孔深为煤体试样高度的2/3。

所述气爆枪与爆破孔之间的封孔粘结剂的密封长度为爆破孔孔深的1/3。