[發明專利]一種利用微波提高煤層氣解吸效率的裝置及方法

無效

• 申請號: 201310733795.2
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103698411A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 蘇暢;張永利;程瑤;由繼國;劉杰;馬玉林;楊新樂
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: G01N30/00
• 分類號: G01N30/00;E21F7/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種利用微波提高煤層氣解吸效率的裝置，其特征在于包括微波激勵煤層氣解吸滲流實驗裝置和煤巖三軸加壓吸附解吸系統；煤巖三軸加壓吸附解吸系統由第一、第二、第三調壓閥、甲烷氣瓶、加載氣瓶、圍壓壓力表、軸壓壓力表、孔隙壓壓力表、閥門、流量計及溫控表組成；微波激勵煤層氣解吸滲流實驗裝置的上壓頭進氣孔與甲烷氣瓶相連通，在上壓頭進氣孔與甲烷氣瓶之間設置有第一調壓閥和孔隙壓壓力表；加載氣瓶與多通閥門相連，多通閥門與第一、第二支路相連通，第一支路與微波激勵煤層氣解吸滲流實驗裝置的上壓蓋貫通孔相連通，在第一支路上設置有第二調壓閥和圍壓壓力表；第二支路與微波激勵煤層氣解吸滲流實驗裝置的下壓蓋貫通孔相連通，在第二支路上設置有第三調壓閥和軸壓壓力表；微波激勵煤層氣解吸滲流實驗裝置的下壓頭出氣孔與流量支路的一端相連通，在流量支路上設置有閥門和流量計；微波激勵煤層氣解吸滲流實驗裝置的溫度傳感器與溫控表相連，溫控表與微波激勵煤層氣解吸滲流實驗裝置的控制器相連。

2.根據權利要求1所述的利用微波提高煤層氣解吸效率的裝置,其特征在于所述微波激勵煤層氣解吸滲流實驗裝置，包括三軸加壓裝置和微波發生裝置，三軸加壓裝置由上、下壓蓋、筒體、活塞、擋板及上、下壓頭組成，微波發生裝置由微波天線、波導管、諧振腔、磁控管及控制器組成，上、下壓蓋分別設置在筒體的上、下部，在上、下壓蓋的底面上分別設置有上、下壓蓋貫通孔，在下壓蓋內部設置有活塞，在活塞上方的下壓蓋或筒體的內側壁上固定有擋板，在下壓蓋內部設置有穿過擋板的下壓頭，在下壓頭的底部設置有下壓頭第一凸起，下壓頭第一凸起的外端設置在下壓蓋的外部，在下壓頭及下壓頭第一凸起的內部設置有貫通的下壓頭出氣孔和下壓頭貫通孔，在下壓頭貫通孔內設置有溫度傳感器；在筒體內側壁上設置有微波天線，在筒體內設置有上壓頭，在上壓頭的頂部設置有上壓頭第一凸起，上壓頭第一凸起的外端設置在上壓蓋外部，在上壓頭及上壓頭第一凸起的內部設置有貫通的上壓頭進氣孔；在筒體外部設置有波導管、諧振腔、磁控管及控制器，諧振腔的一端與磁控管相連，另一端與波導管相連，磁控管與控制器相連，微波天線的一端設置在波導管內；在上、下壓頭之間設置有煤體，在煤體、上壓頭及下壓頭的外部設置有熱縮管，下壓頭貫通孔與煤體的內部相連通，溫度傳感器的感溫部分設置在煤體的內部。

3.根據權利要求1所述的利用微波提高煤層氣解吸效率的裝置,其特征在于所述第一調壓閥設置在甲烷氣瓶與孔隙壓壓力表之間。

4.根據權利要求1所述的利用微波提高煤層氣解吸效率的裝置,其特征在于所述第二調壓閥設置在多通閥門與圍壓壓力表之間。

5.根據權利要求1所述的利用微波提高煤層氣解吸效率的裝置,其特征在于所述第三調壓閥設置在多通閥門與軸壓壓力表之間。

6.一種利用微波提高煤層氣解吸效率的方法，其特征在于采用權利要求1所述的利用微波提高煤層氣解吸效率的裝置，包括如下步驟：

步驟一：進行吸附實驗；

打開多通閥門與第一、第二支路相連通的閥門，調整第三調壓閥給煤體施加初始軸壓，調整第二調壓閥給煤體施加初始圍壓，調整第一調壓閥，給煤體施加初始孔隙壓，孔隙壓壓力值穩定后保持十二小時以上，使煤體對甲烷氣體進行充分吸附，接通溫控表電源，記錄此時由溫度傳感器測得的煤體內部溫度值；

步驟二：進行微波激勵解吸實驗；

關閉第一、第二、第三調壓閥，設定溫控表的初始溫度值，即當溫控表達到初始溫度值時，溫控表自動切斷控制器電源；設定控制器的輸出功率，接通控制器電源，當煤體內部的溫度值達到溫控表的初始溫度值時，開啟閥門，通過流量計記錄單位時間內輸出的甲烷氣體體積，直至無氣體輸出，解吸過程結束，關閉第一、第二、第三調壓閥和閥門，關閉溫控表、控制器及磁控管的電源；

步驟三：重復步驟一、二，并在過程中改變控制器的輸出功率；

步驟四：重復步驟一、二，并在過程中通過調整第一調壓閥改變孔隙壓壓力值，控制器的輸出功率與步驟三中的控制器的輸出功率相同；

步驟五：重復步驟一、二，并在過程中通過調整第二、第三調壓閥分別改變煤體的圍壓壓力值和軸壓壓力值，控制器的輸出功率與步驟三或四中的控制器的輸出功率相同，孔隙壓壓力值與步驟四中的孔隙壓壓力值相同。

7.根據權利要求6所述的利用微波提高煤層氣解吸效率的方法,其特征在于在進行所述步驟一之前檢查利用微波提高煤層氣解吸效率的裝置的氣密性。