[实用新型]模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置

权利要求书

1.模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置，其特征在于：包括压裂围压动力系统、注气系统、压裂测试系统和计算机；注气系统的出气端与压裂测试系统的进气端连接；计算机分别通过数据线与压裂围压动力系统、注气系统和压裂测试系统连接；

压裂围压动力系统包括压裂液注入装置和围压加载装置，压裂液注入装置的出液端通过压裂管与压裂测试系统的进液端连接；压裂液注入装置包括第一集线器、平流泵、第一压力计和若干个压裂液储存缸，所有的压裂液储存缸分别通过第一管道与压裂管的进液口连接，其中一个压裂液储存缸内设有自动搅拌器，每根第一管道上均设有自动控制阀，平流泵和第一压力计依次设置在压裂管上，平流泵、自动搅拌器以及所有的自动控制阀分别通过数据线与第一集线器连接；围压加载装置包括围压泵、第二集线器和电机，围压泵包括泵体、活塞和螺杆组成，泵体外形为圆筒形且泵体垂直设置，泵体的外壳为双层结构，泵体内壁沿其轴向方向设有导向槽，活塞的外缘设有导向块，活塞通过导向块插设在导向槽内与泵体内壁滑动连接，活塞外缘与泵体的内壁密封连接，活塞的底面同轴向设有套管，套管内壁设有内螺纹，螺杆同轴线插设在泵体内，螺杆的上端穿设在套管内且与套管螺纹连接，螺杆的下端伸入到泵体的外壳内后固定连接有从动轮，电机的主轴垂直向下连接有主动轮，主动轮通过皮带与从动轮连接，沿泵体的轴向方向并排间隔设有若干组激光测长器；泵体顶部通过第二管道与压裂测试系统连接，第二管道上设有第二压力计；电机、第一压力计、第二压力计以及所有的激光测长器分别通过数据线与第二集线器连接；第一集线器和第二集线器分别通过数据线与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置，其特征在于：注气系统包括气瓶，气瓶通过注气管连接有管路汇集器，注气管上沿气体流动方向依次设有空气压缩机、气体增压泵、增压器、减压阀、第三压力计和安全阀；管路汇集器的出气口与压裂测试系统的进气口连接。

3.根据权利要求2所述的模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置，其特征在于：压裂测试系统包括夹持器、底座和压裂控制装置，夹持器包括套筒和岩样卡套，套筒为左右通透的圆筒形结构，套筒通过支架沿左右水平方向上固定在底座上，岩样卡套外形为圆筒形，岩样卡套位于套筒内且与套筒同轴线设置，岩样卡套的长度小于套筒的长度，压裂管外套设有一段活动管，活动管外套设有固定管，活动管的长度大于固定管的长度，固定管与套筒同轴线设置且固定管穿设在岩样卡套内；固定管上沿轴向方向开设有至少一排第一通孔，每排第一通孔等距间隔布置，活动管上沿轴向方向开设有与第一通孔对应连通的第二通孔，压裂管上沿轴向方向开设有与第二通孔对应连通的压裂孔，所有的压裂孔、第二通孔以及第一通孔均位于岩样卡套内；岩样卡套内壁与固定管外壁之间形成岩样填充腔，固定管的左端部从左到右依次套设有左内环、支撑环和岩心垫块，岩心垫块用于封堵岩样卡套的左端且位于岩样卡套的内部，左内环位于套筒的左端，左内环与套筒之间设有左外环，左外环的内圈和外圈分别与左内环的外圈和套筒的内壁螺纹连接，支撑环分别与左内环和岩心垫块顶压配合；固定管的右端部从左到右依次套设有筛状垫块和右内环，筛状垫块用于封堵岩样卡套的右端且位于岩样卡套的内部，右内环位于套筒的右端，右内环与套筒之间设有右外环，右外环的内圈和外圈分别与右内环的外圈和套筒的内壁螺纹连接；岩样卡套外壁与套筒内壁之间形成围压腔室，泵体顶部通过第二管道与围压腔室连通；

岩心垫块的左端面至少开设有一个注气孔，岩心垫块内开设有至少一个右端敞口的环形槽，注气孔与环形槽连通；管路汇集器的出气口通过第三管道与岩心垫块上的注气孔连接；右内环上穿设有第四管道，第四管道上沿液体流动方向依次设有第四压力计、流量计和第一回压阀，底座上设有煤粉收集瓶和压裂液收集瓶，压裂液收集瓶位于第四管道的出液口正下方；压裂管的出液口处设有第二回压阀；

压裂控制装置用于驱动活动管移动，第一回压阀、第二回压阀、第四压力计和流量计分别通过数据线与计算机连接。

4.根据权利要求3所述的模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置，其特征在于：压裂控制装置包括两组对称设置在套筒左端和右端的压裂驱动机构，位于左侧的压裂驱动机构包括固定在底座上的滚轮架，滚轮架的上端转动连接有两个滚轮，两个滚轮对称位于活动管的上侧和下侧，两个滚轮均与活动管啮合接触，其中一个滚轮的中心轴上连接有驱动手柄；所有滚轮的外圆周面均设有防滑纹。