[發(fā)明專利]用于氣體試驗(yàn)的裝置及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210514830.7
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN102967544A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳亮;王駒;蘇銳;王春萍;滿柯;宗自華;王錫勇;田霄
• 申請（專利權(quán)）人: 核工業(yè)北京地質(zhì)研究院
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N3/12
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵;馬新民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣體壓力和流量測試領(lǐng)域，特別涉及一種用于煤巖瓦斯壓力下的滲透模擬測試和天然氣儲氣庫內(nèi)壓力變化模擬測試的裝置。

背景技術(shù)

地下埋藏的煤炭中通常含有瓦斯氣體，并具有一定壓力，在煤炭開采過程中對煤巖體的擾動，會造成煤巖體內(nèi)部出現(xiàn)裂紋及發(fā)生破壞，當(dāng)煤炭中的瓦斯氣體沿煤巖體裂隙通道在一定空間內(nèi)聚集的壓力和濃度達(dá)到一定量值時，則會導(dǎo)致瓦斯突出及瓦斯爆炸等災(zāi)害事故。因此，如何通過試驗(yàn)掌握在煤炭地下開采過程中高瓦斯壓力對煤巖體的力學(xué)行為影響，以及開采擾動造成的煤巖體破壞對瓦斯在煤巖體中滲透性的影響，不僅對于如何有效預(yù)防災(zāi)害事故的發(fā)生研究尤為重要，也更是當(dāng)今試驗(yàn)測試中需解決的難題。

此外，地下天然氣儲氣庫的運(yùn)營過程中，溶腔內(nèi)壓呈周期性的高壓和低壓循環(huán)，會導(dǎo)致溶腔圍巖出現(xiàn)疲勞損傷，如何通過試驗(yàn)對溶腔在內(nèi)壓周期性變化過程中的疲勞特性進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以及在實(shí)驗(yàn)室對天然氣開采過程中裂紋形成過程和分布特征進(jìn)行模擬和研究，目前也還缺乏可以進(jìn)行有效測試的相關(guān)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于氣體試驗(yàn)的裝置，所述裝置可在瓦斯?jié)B透模擬試驗(yàn)和溶腔內(nèi)壓模擬試驗(yàn)中應(yīng)用。

本發(fā)明所述用于氣體試驗(yàn)的裝置，包括氣源、真空泵、第一流量計(jì)、第二流量計(jì)、第一壓力表、第二壓力表、第一氣體儲存器、第二氣體儲存器、數(shù)據(jù)處理器、第一氣體輸出管和第二氣體輸出管；所述所述第一壓力表通過管件分別與第一流量計(jì)和三軸壓力試驗(yàn)機(jī)中的三軸壓力室的第二管路連接，所述第二壓力表通過管件分別與三軸壓力試驗(yàn)機(jī)中的三軸壓力室的第一管路和第二流量計(jì)連接，第二流量計(jì)還與總排氣管連接，在總排氣管上設(shè)置有第三減壓閥；第一流量計(jì)與第一壓力表之間的管件上設(shè)置有第一截止閥，第一壓力表與三軸壓力室之間的管件上設(shè)置有第二截止閥，三軸壓力室與第二壓力表之間的管件上設(shè)置有第三截止閥，第二壓力表與第二流量計(jì)之間的管件上設(shè)置有第四截止閥，第二截止閥與三軸壓力室之間的管件上連接有第一檢驗(yàn)管，所述第一檢驗(yàn)管上設(shè)置有第五截止閥，三軸壓力室與第三截止閥之間的管件上連接有第二檢驗(yàn)管，所述第二檢驗(yàn)管上設(shè)置有第六截止閥；所述氣源通過第一氣體輸出管分別與真空泵和第一流量計(jì)連接，真空泵與第一氣體輸出管的連接位點(diǎn)在第一流量計(jì)與第一氣體輸出管的連接位點(diǎn)之下，在第一氣體輸出管的靠近氣源端設(shè)置有第一減壓閥；所述氣源通過第二氣體輸出管與總排氣管連接，連接位點(diǎn)在第二流量計(jì)和第三減壓閥之間，在第二氣體輸出管的靠近氣源端設(shè)置有第二減壓閥；所述第一氣體儲存器通過管件與第一氣體輸出管連接，連接位點(diǎn)在第一減壓閥和第一流量計(jì)與第一氣體輸出管的連接位點(diǎn)之間，在連接第一氣體儲存器的管件上設(shè)置有第七截止閥；所述第二氣體儲存器通過管件與第二氣體輸出管連接，連接位點(diǎn)在第二減壓閥的氣體輸出端一側(cè)，在連接第二氣體儲存器的管件上設(shè)置有第八截止閥；所述數(shù)據(jù)處理器的接口分別與第一流量計(jì)、第二流量計(jì)、第一壓力表、第二壓力表連接，將接收到的氣體流量和氣體壓力電信號進(jìn)行處理后予以顯示和儲存。

本發(fā)明所述用于氣體試驗(yàn)的裝置，其數(shù)據(jù)處理器為計(jì)算機(jī)或單片機(jī)。

本發(fā)明所述用于氣體試驗(yàn)的裝置，可在瓦斯?jié)B透模擬試驗(yàn)和溶腔內(nèi)壓模擬試驗(yàn)中應(yīng)用，在進(jìn)行瓦斯?jié)B透模擬試驗(yàn)和溶腔內(nèi)壓模擬試驗(yàn)時，需要三軸壓力試驗(yàn)機(jī)配合。

本發(fā)明所述用于氣體試驗(yàn)的裝置可在瓦斯?jié)B透模擬試驗(yàn)中應(yīng)用，也可在溶腔內(nèi)壓模擬試驗(yàn)中應(yīng)用。

本發(fā)明所述用于氣體試驗(yàn)的裝置中涉及的第一氣體儲存器、第二氣體儲存器、第一流量計(jì)、第二流量計(jì)、第一壓力表、第二壓力表均有市售商品，可通過市場購買。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明為瓦斯壓力模擬測試和天然氣儲氣庫內(nèi)壓力變化模擬測試提供了一種新的測試裝置。

2、本發(fā)明所述裝置既可用于瓦斯壓力模擬測試，又可用于天然氣儲氣庫內(nèi)壓力變化模擬測試，且操作方便。

3、由于本發(fā)明所述裝置設(shè)置有第一檢驗(yàn)管和第二檢驗(yàn)管，因而便于發(fā)現(xiàn)模擬測試中施加圍壓壓力造成的試件保護(hù)膜局部失效問題，有利于流量計(jì)的保護(hù)。

4、本發(fā)明所述裝置還可以拓展應(yīng)用到巖石在高壓、低下氣體循環(huán)變化下致使巖石中形成裂隙網(wǎng)絡(luò)的壓裂模擬研究。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述用于氣體試驗(yàn)的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是三軸壓力試驗(yàn)機(jī)中的三軸壓力室的結(jié)構(gòu)示意圖及試件安裝和管路布置示意圖；

圖3是溶腔內(nèi)壓模擬試驗(yàn)所用試件的示意圖。