[發(fā)明專利]一種二氧化碳煤層地質(zhì)儲存的試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310180698.5
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103306665A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁衛(wèi)國;張倍寧;楊棟;徐素國;趙陽升
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/00;E21B43/16
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 盧茂春

1.?一種二氧化碳煤層地質(zhì)儲存的試驗裝置，其特征在于該裝置為一種能夠高壓封裝大尺寸試件，試件尺寸為200×200×400mm，試件軸壓與圍壓可分別達120MPa，試件環(huán)境溫度達200℃，可模擬煤層埋藏深度達4800m的地質(zhì)環(huán)境條件的裝置，該裝置由地質(zhì)環(huán)境模擬系統(tǒng)、流體注入系統(tǒng)、流體采出系統(tǒng)與測試控制系統(tǒng)四大系統(tǒng)組成，其中地質(zhì)環(huán)境模擬系統(tǒng)主要圍繞200×200×400mm大尺寸煤樣試件，施加0~120MPa與20~200℃范圍的壓力溫度條件，由軸壓加載子系統(tǒng)、圍壓加載子系統(tǒng)、溫度控制子系統(tǒng)、滲透壓控制子系統(tǒng)構(gòu)成，具體由壓力傳感器（6）、溫度傳感器（7）、圍壓加載子系統(tǒng)（8）、軸壓加載子系統(tǒng)（9）、溫度控制子系統(tǒng)（10）、夾持器（11）和滲透壓控制子系統(tǒng)（12）組成，夾持器（11）置于溫度控制子系統(tǒng)（10）的內(nèi)部，圍壓加載子系統(tǒng)（8）和軸壓加載子系統(tǒng)（9）通過管道通入夾持器（11）的中部和兩端，分別為兩端油缸和夾持器中部提供高壓流體，壓力傳感器（6）測量通入夾持器（11）內(nèi)流體的壓力并將測量數(shù)據(jù)傳輸至計算機，溫度傳感器（7）測量夾持器（11）的溫度并將數(shù)據(jù)傳輸至計算機，滲透壓控制子系統(tǒng)（12）與夾持器（11）的排出管道相連，確保夾持器（11）內(nèi)部流體的壓力；流體注入系統(tǒng)主要是對地質(zhì)環(huán)境模擬系統(tǒng)中的大煤樣進行水、瓦斯與二氧化碳不同流體進行注入，根據(jù)試驗要求可控制注入水量大小和二氧化碳的流體與氣體狀態(tài)，由注水子系統(tǒng)（1）、調(diào)壓裝置（2）、二氧化碳注入子系統(tǒng)（3）、瓦斯注入子系統(tǒng)（4）和流體溫度控制子系統(tǒng)（5）組成；二氧化碳注入子系統(tǒng)（3）和瓦斯注入子系統(tǒng)（4）分別與調(diào)壓裝置（2）相連，保證輸出穩(wěn)定壓力的流體；注水子系統(tǒng)（1）、二氧化碳注入子系統(tǒng)（3）和瓦斯注入子系統(tǒng)（4）注入的流體都要經(jīng)過流體溫度控制子系統(tǒng)（5）加熱，確保流體溫度與夾持器（11）的溫度相同；流體采出系統(tǒng)主要對地質(zhì)環(huán)境模擬系統(tǒng)中，在一定地質(zhì)環(huán)境條件下，經(jīng)過競爭吸附之后產(chǎn)出的水、二氧化碳與瓦斯流體進行收集，具體由干燥子系統(tǒng)（13）、二氧化碳瓦斯分離子系統(tǒng)（14）、二氧化碳收集裝置（15）、重力傳感器（16）、回壓閥（17）、流量傳感器（18）和瓦斯收集裝置（19）組成；干燥子系統(tǒng)（13）與滲透壓控制子系統(tǒng)（12）相連，干燥經(jīng)由滲透壓控制子系統(tǒng)（12）通過的流體；二氧化碳收集裝置（15）和瓦斯收集裝置（19）分別與二氧化碳瓦斯分離子系統(tǒng)（14）相連，保證分離后液態(tài)二氧化碳經(jīng)管道流入二氧化碳收集裝置（15），氣態(tài)瓦斯經(jīng)由回壓閥（17）和流量傳感器（18）進入瓦斯收集裝置（19）；重力傳感器（16）測量二氧化碳收集裝置（15）的重量變化并將測量數(shù)據(jù)傳輸至計算機；測試控制系統(tǒng)主要對流體注入系統(tǒng)中二氧化碳與瓦斯注入量、流體采出系統(tǒng)中二氧化碳與瓦斯產(chǎn)出量以及地質(zhì)環(huán)境模擬系統(tǒng)中溫度與壓力進行精確測量與控制，以保證試驗條件與測試結(jié)構(gòu)的可靠性，并經(jīng)電腦計算分析后直接顯示個系統(tǒng)工作狀況與測試結(jié)果。

2.按照權(quán)利要求1所述的一種二氧化碳煤層地質(zhì)儲存的試驗裝置，其特征在于，所述的夾持器（11）內(nèi)的軸壓和圍壓分別可達120MPa，溫度可達200℃。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種二氧化碳煤層地質(zhì)儲存的試驗裝置，其特征在于，所述的滲透壓控制子系統(tǒng)（12）包括回壓閥、壓力傳感器，可將夾持器（11）內(nèi)流體滲透壓控制在0~100MPa。

4.按照權(quán)利要求1所述的一種二氧化碳煤層地質(zhì)儲存的試驗裝置，其特征在于，所述的二氧化碳瓦斯分離子系統(tǒng)（14）包括制冷機和增壓泵。

5.按照權(quán)利要求1所述的一種二氧化碳煤層地質(zhì)儲存的試驗裝置，其特征在于，所述的測試控制系統(tǒng)包括壓力傳感器（6）、溫度傳感器（7）、重力傳感器（16）、流量傳感器（18）、計算機和試驗分析軟件。

6.按照權(quán)利要求1所述的一種二氧化碳煤層地質(zhì)儲存的試驗裝置，其特征在于，所述的流體溫度控制子系統(tǒng)包括加熱裝置和溫度傳感器。