[实用新型]煤层气定压解吸的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及实验室模拟煤层气排采过程的技术研究领域，具体地说涉及一种在主动控制压力为定制条件下、研究煤层气定压解吸特征的煤层气定压解吸的实验装置。

背景技术

与常规气藏不同，煤层气主要是以吸附状态赋存于煤储层中，其运移产出机理与常规天然气差别很大，煤储层多为煤、气、水三项共存；煤储层孔隙结构有其特殊性，煤层气主要以吸附状态存在于煤层中；煤层气的运移则包含解吸-扩散-渗流的复杂过程。目前，煤层气解吸理论的研究较少，鉴于煤层气解吸机理对煤层气解吸率和排采制度的确定影响明显，系统深入地研究排水降压过程中煤层气的解吸过程和解吸规律迫在眉睫。

目前，在外界环境压力为常压之下的解吸/扩散实验研究取得了较有价值成果，但在实际生产过程中，地面煤层气开采的瓦斯运移解吸过程并不是在常压条件实现的，两者之间有着很大的区别，尤其是在含水煤层定压瓦斯解吸/扩散特征研究甚少，因此，进行含水煤层定压瓦斯解吸/扩散特征的实验研究是我国煤层气开发工作中迫切需要解决的现实问题之一。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种煤层气定压解吸的实验装置，在用压力控制器控制该处的出口压力不变的情况下，模拟煤层气排采过程，研究含水煤体瓦斯定压解吸特征。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

一种煤层气定压解吸的实验装置，包括通过管线依次连接的气压瓶、储液罐、第一卡套式阀门、煤样罐、第二卡套式阀门、卡套式三通、气体解吸仪；所述储液罐通过管线与真空泵连接；所述煤样罐上设有出气口和压力表，所述出气口通过管线依次连接第二卡套式阀门和卡套式三通，所述卡套式三通的一个出口端连接压力控制系统，另一个出口端连接气体解吸仪。

本实用新型的煤层气定压解吸的实验装置，

1.用储液罐利用气压瓶的气体压力向煤样罐中加水，模拟煤层气排采过程中的煤层环境，提高模拟实验的相似度；

2.用压力控制系统控制该处的出口压力在某一压力值恒定不变，从而对煤层气排采过程中的瓦斯定压运移解吸规律进行模拟实验，对煤层气排采工作具有一定的指导意义。

作为对上述技术方案的改进，所述煤样罐置于恒温水浴加热仪内，这样可以保持煤样罐的温度保持稳定，避免受环境温度的影响，使测量数据失真。

作为对上述技术方案的改进，所述压力控制系统包括交流电源、智能数显压力控制器和设置在所述卡套式三通与气体解吸仪之间管线上的电磁阀，所述交流电源为智能数显压力控制器提供工作电源，所述智能数显压力控制器通过卡套式三通连接在管线上，所述智能数显压力控制器与电磁阀电连接。智能数显压力控制器根据管线压力大小，通过导线控制电磁阀的打开与关闭，当管线压力大于控制压力时，电磁阀打开，气体压力降低，当管线压力小于控制压力时，电磁阀关闭，随着气体继续解吸，管线压力上升，当其大于控制压力后，电磁阀再次打开，从而实现气体解吸过程中，电磁阀的多次关闭与打开。

作为对上述技术方案的改进，所述压力控制器与电磁阀、交流电源之间的连接导线均缠绕有防水绝缘带和防水胶，对连接导线进行防水处理，可以保证电路工作的稳定性。

作为对上述技术方案的改进，所述储液罐与真空泵之间的管线设置有球阀，方便快速打开与关闭，对整个系统进行抽真空。

作为对上述技术方案的改进，所述管线为高压管线，所述气压瓶为高压气瓶，所述高压气瓶与储液罐的管线上设置有减压阀，打开高压气瓶，调节减压阀，可以控制储液罐的进气端的压力保持一个平稳的值，实现储液罐进气端压力的稳定；储液罐向煤样罐加水时，可以保持进水量和流速的稳定，而不必用高压水泵，借助高压气瓶的压力即可，方便易行。

作为对上述技术方案的改进，所述高压气瓶最少为两个。本实验装置可进行单一气相或单一水相加压，也可以气、水两相加压。高压气瓶一般为两个，例如可以是甲烷和氦气，甲烷用作实验气体，氦气用来测试自由空间体积和检查气密性。可以按照实验的所需，调整气相压力和水相压力。

作为对上述技术方案的改进，所述储液罐外接进水管，所述进水管设置有第三卡套式阀门，通过进水管、第三卡套式阀门可以向储液罐加水，也可以通过进水管、第三卡套式阀门放出储液罐中的气体。

具体使用过程如下：

1.检测系统：关闭第三卡套式阀门和球阀，打开第一卡套式阀门和第二卡套式阀门，打开高压气瓶，当压力表达到实验值时，关闭高压气瓶，观察压力表值的变化，检测整个连接管路是否漏气。