[发明专利]利用吸附曲线测定煤岩孔隙率装置及方法

说明书

本发明涉及利用吸附曲线测定煤层孔隙率装置与方法，属于测试煤层孔隙率设备技术领域。试验煤样在相似地下环境的煤样腔中，以气体作为测量煤样孔隙体积介质，对不同性质气体施加相似煤层瓦斯压力，将其注入试验煤样中，由于试验煤样对不同种类气体的吸附特性不同，造成储气罐监测到不同气体体积变化量不同，根据不同气体的体积记录数据，计算出煤样孔隙体积与煤样孔隙率，从而解决了现有技术对煤层孔隙率测定存在缺陷的问题，提高了测量煤孔隙率准确性。

技术领域

本实用新型涉及煤岩孔隙率测定领域，尤其涉及利用吸附曲线测定煤岩孔隙率装置与方法。

背景技术

煤的孔隙率是表征储层瓦斯富集和抽采难易程度的重要指标，对于评价矿区煤岩气资源至关重要。由《能源技术与管理》期刊中文章《煤孔隙率测定方法研究进展》指出：对煤岩孔隙率的测定方法主要有传统的测定煤孔隙率方法、压汞法测定煤孔隙率与基于CT技术的煤孔隙率测定方法；采用传统的测定煤孔隙率方法，其机理是通过测定煤的干块体密度和真密度计算出孔隙率；采用压汞法测定煤孔隙率，其机理是在利用外压将汞注入煤的孔隙，运用压入压力与煤体内的孔径大小关系计算出煤孔隙率；采用基于CT技术的煤孔隙率测定方法，其机理是煤体被X射线射穿，计算不同立方体小块的密度或灰度形成截面图像矩阵，通过计算机辅助计算出煤孔隙率；采用传统的测定煤孔隙率和压汞法测定煤孔隙率使用方便操作简单，采用CT技术测量煤孔隙率，测量煤孔隙率数据很准确。但是传统和压汞测量孔隙率方法会造成煤体孔隙结构破坏，煤体孔隙率误差增大，并且忽略了煤孔隙率变化与气体吸附之间的相互作用；使用CT技术测量孔隙率方法工作量过大、成本过高。因此，为确保测量出煤岩孔隙率数据准确性，考虑到煤岩孔隙率变化与气体吸附之间的相互关系，迫切需要利用吸附曲线测定煤岩孔隙率方法与装置，以实现煤岩孔隙率的测定新方法。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术对煤岩孔隙率测定缺陷，现有测试方法使用过程中容易造成煤体孔径破坏，未考虑到气体吸附对煤岩孔隙率的影响，因而导致实验数据正确性差的技术问题，本实用新型提供了一种测量更加准确、可靠性更高的利用吸附曲线测定煤岩孔隙率装置与方法，测量出地下煤岩的孔隙率。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

利用吸附曲线测定煤岩孔隙率装置，包括：真空泵、恒压泵一、恒压泵二、注液泵、增压泵、气罐一、气罐二、盘管、恒温箱、测温仪、加压塞、壳体、储气罐一、储气罐二、尾气罐、减压阀一～十。所述恒温箱中包含盘管、煤样腔、壳体、测温仪、减压阀三、加压塞；所述煤样腔左侧依次连接减压阀三、盘管；所述盘管一端通过减压阀三与煤样腔相连，另一端分成三条支路进行连接，支路一：与气罐一、气罐二相连，支路二：与恒压泵一、储气罐一相连，支路三：与真空泵相连；所述气罐一和气罐二并联，并与盘管相连，气罐一和气罐二分别安装有减压阀一和减压阀二；所述恒压泵一与储气罐一相连；所述储气罐一下部与恒压泵一相连，上部出气口与盘管相连，且所示储气罐一与盘管之间安装有减压阀四；所述真空泵与盘管相连，且二者之间安装有减压阀五；所述煤样腔右侧与储气罐二相连，且二者之间安装有减压阀八；所述储气罐二分别与煤样腔、尾气罐、恒压泵二相连，且所述储气罐二与煤样腔之间安装有减压阀八，所述储气罐二与恒压泵二之间有减压阀九连接，所述储气罐二与尾气罐之间有减压阀十连接；所述测温仪安装在加压塞内部，其测温触点在加压塞底部；所述加压塞安装于煤样腔上方；所述壳体安装于加压塞上方，且二者之间存在空腔，所述增压泵连接于壳体与加压塞之间的空腔，且所述增压泵与空腔之间安装有减压阀六；所述注液泵连接于壳体与加压塞之间的空腔，且所述注液泵与空腔之间安装有减压阀七。