[发明专利]一种地下水对煤层气影响模拟装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对煤层气的实验装置和方法，具体涉及一种地下水对煤层气影响模拟装置及方法。

背景技术

煤层气主要是吸附状态存储于煤的双孔介质中。在煤层气存储运移研究中，地下水对煤层气的存储影响研究一直是煤层气存储研究的重点。

中国专利授权号为CN100487755C，它公开了一种煤层气成藏模拟装置，该模拟装置由气体增压泵、恒温柜、控制系统及计算机处理系统组成。

申请公布号为CN1 01799466A，它公布了一种煤层气产生物理模拟装置及模拟方法，该模拟装置包括样品仓、恒温水浴系统、气/水计量系统和压力监测系统，样品仓通过气/水配置生产管线相互连接形成模拟系统，模拟系统周围设置恒温水浴系统，模拟系统的样品仓接入围压模拟管路，样品仓端部的气/水配置生产管路上设置压力监测系统，模拟系统末端的气/水配置生产管路上的连接模拟井口，模拟井口连接气/水计量系统。

以上模拟装置结构较为复杂，无法满足大块煤样的模拟，控制温度最高为100℃.此外无法确认不同固液比对煤层气存储的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种地下水对煤层气影响模拟装置及方法，装置结构简单，可适用大体积煤样，且无需破碎。还可适应不同温度(最高温度可达400℃)条件下，考察不同压力、水质、煤质、煤水比对煤层气存储的影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种地下水对煤层气影响模拟装置，包括样品仓和高压瓦斯瓶；所述样品仓主要由压力罐组成，所述压力罐整体呈圆柱状，由两个半圆柱可分离地结合而成；所述压力罐上设有压力表和气水分离器；所述压力罐和高压瓦斯瓶相连通。

需要说明的是，所述压力罐上还设有安全阀。所述安全阀可以提升压力罐使用的安全性。

需要说明的是，所述高压瓦斯瓶连通有减压阀，所述压力罐上设有进气连接阀，所述减压阀和所述进气连接阀相连通。

需要说明的是，两个半圆柱通过螺丝结合，并且两个半圆柱的相接处设有密封垫。通过螺丝结合使得两个半圆柱可以随意打开或结合，密封垫的设置则使得两个半圆柱结合后具有更高的密封性能。

需要说明的是，所述压力罐的外表面缠绕有感应加热线圈，所述感应加热线圈主要由感应线圈和控温器组成，所述感应线圈电性连接于所述控温器。通过设置感应加热线圈，还可以对压力罐的温度进行控制，从而可以实现研究温度对煤层气的影响。

上述地下水对煤层气影响模拟装置的使用方法包括如下步骤：

S1确定压力、煤水比、水质和煤质中作为待研究的影响因素，然后设定其它三个因素的固定取值，并设定若干个待研究的影响因素的不同取值；

S2对待研究的影响因素的每个取值均进行如下操作；

分开所述压力罐的两个半圆柱，将煤样和水按设定的煤水比放入，水质和煤质均需要符合设定的要求；合上压力罐，将感应加热线圈的感应线圈缠绕在所述压力罐表面；

打开减压阀和进气连接阀，通过高压瓦斯瓶按一定流速向压力罐释放瓦斯，通过压力表考察压力罐的压力，直至达到设定的压力值；通过所述感应线圈对压力罐进行加热，并由控温器对感应线圈的运行进行控制，直至将压力罐加热至设定的温度；

当达到需要压力时关闭减压阀，然后从压力罐中放出少量气体并通过所述气水分离器进行采集，对其中的气体样品和水样进行样品分析，测定压力罐内的气体成分和浓度；

S3对待研究的影响因素的所有设定值均进行步骤S2的操作后，对不同的设定值下所得的压力罐内的气体成分和浓度进行对比，即可获知该因素对煤层气的影响。

本发明的有益效果在于：

1、本发明通过简单有效的装置和方法就能实现考察不同压力、水质、煤质、煤水比对煤层气存储的影响，并且可适用大体积煤样，并无需破碎。

2、可适应不同温度条件下，考察不同压力、水质、煤质、煤水比对煤层气存储的影响。

附图说明

图1为本发明装置的总体结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

如图1所示，一种地下水对煤层气影响模拟装置，包括样品仓和高压瓦斯瓶2；所述样品仓主要由压力罐1组成，所述压力罐1整体呈圆柱状，由两个半圆柱11和12可分离地结合而成；所述压力罐1上设有压力表3和气水分离器4；所述压力罐1和高压瓦斯瓶2相连通。