[实用新型]液氮增压装置和使用该装置的增透实验系统

说明书

本实用新型涉及煤层气开采技术领域，尤其是液氮增压致裂增透技术。本实用新型的液氮增压装置，包括液氮容器、电控装置、顶盖和用于液氮增压的液氮槽，电控装置连接有显示屏。本实用新型还公开了一种增透实验系统，包括上述液氮增压装置和围压系统。本实用新型的液氮增压装置结构简单，能够利用高强度弹簧蓄积弹性势能，并通过瞬间释放弹性势能来迅速提高液氮的压力，极大缓解了供氮管路中液氮蒸发带来的不利影响，降低技术成本，保障稳定、顺利地对煤样进行液氮压裂增透实验。

技术领域

本实用新型涉及煤层气开采技术领域，尤其是液氮增压致裂增透技术。

背景技术

我国煤层透气性系数低，瓦斯抽采难度大，亟需泄压增透方法，泄压增透方法主要有松动爆破、密集钻孔、深孔预裂、开采保护层和水力冲孔等。目前液氮压裂增透技术有待开发，液氮压裂是一种即环保又相对廉价的一种压裂手段，已公开的液氮快速压裂的方法有很多，如使用增压泵为液氮增压。现有的液氮快速压裂技术都存在液氮升压慢的缺陷，很难避免液氮在压裂输送管路里面存在大量气化的现象，为液氮致裂带来不利影响，增加技术成本，因此亟需开发一种大幅减少液氮在输送过程中气化的方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液氮增压装置，升压速度快，保温效果好，大幅减少致裂用液氮输送过程中的气化现象。

为实现上述目的，本实用新型的液氮增压装置包括液氮容器、电控装置、顶盖和用于液氮增压的液氮槽，电控装置连接有显示屏；

液氮槽的槽口朝上，顶盖扣合在液氮槽上，液氮槽的左侧内壁连接有电磁铁，电磁铁的连接线路密封穿过液氮槽的槽壁并与电控装置相连接；

液氮槽内与电磁铁平行并排设有由软磁材料制成的滑动板，滑动板的顶端与顶盖滑动密封配合；顶盖与液氮槽围成空腔，滑动板将空腔分隔为位于滑动板右侧的液氮腔和位于滑动板左侧的弹簧腔；

滑动板与电磁铁之间连接有高强度弹簧；高强度弹簧位于弹簧腔内；液氮槽右部的顶盖通过进氮管路连接液氮容器，进氮管路上设有上单向阀和上手动阀门；上单向阀的开启方向为由液氮容器朝向液氮腔；

进氮管路与顶盖相连接处正下方的液氮槽的底壁连接有复合管路，

复合管路包括有供氮内管、套设于供氮内管外的液氮保温管和套设于液氮保温管外的真空保温管；供氮内管和液氮保温管之间设有连接筋板，液氮保温管和真空保温管之间设有连接筋板；液氮保温管与供氮内管之间围成液氮保温腔，真空保温管与液氮保温管之间围成真空保温腔；真空保温腔两端均封闭，液氮保温腔和供氮内管均与液氮腔相连通；

液氮保温腔处设有保温用电磁阀，供氮内管于邻近液氮槽处设有下单向阀；保温用电磁阀与电控装置相连接；

滑动板在液氮腔内向左滑动的极限位置与电磁铁相邻，滑动板在液氮腔内向右滑动的极限位置位于进氮管路与顶盖相连接处的左方并与进氮管路与顶盖相连接处相邻。

顶盖与液氮槽之间的扣合结构具体为：

液氮槽的左侧槽壁顶部水平弯折后形成左卡扣板，液氮槽的右侧槽壁顶部水平弯折后形成右卡扣板；顶盖的左侧弯折后形成与左卡扣板相适配的左钩形卡扣部，顶盖的右侧弯折后形成与右卡扣板相适配的右钩形卡扣部；左卡扣板伸入左钩形卡扣部，右卡扣板伸入右钩形卡扣部。

所述顶盖包括位于外层的顶盖保温层和位于内层的滑动连接层，滑动连接层由刚性材料制成；所述液氮槽的槽壁包括位于外层的槽体保温层和位于内层的刚性材料层，滑动板的顶面与滑动连接层滑动密封配合，滑动板的底面与刚性材料层滑动密封配合。

所述液氮保温腔内设有温度传感器，温度传感器通过线路与电控装置相连接。

包括液氮增压装置和围压系统；