[實用新型]一種覆壓加溫下煤巖孔滲電聲應力應變聯測裝置

有效

• 申請號: 201320174606.8
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN203178164U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 秦勇;申建;汪崗;韋重韜;傅雪海;金發禮;劉東海
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N3/12
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高桂珍

技術領域

本實用新型涉及一種煤巖參數的測量裝置，尤其是可以在同一個實驗條件下一次性得到煤巖樣品的孔隙度、氣水相對滲透率、應力應變曲線、電阻率及聲波速度的一種覆壓加溫下煤巖孔滲電聲應力應變聯測裝置。

背景技術

目前，國內儀器可見到南通市飛宇石油科技開發有限公司開發的QSXS-Ш型氣水相對滲透率測定儀，它可以測定不同溫度圍壓下的煤巖氣水相對滲透率；山東中石大石儀科技有限公司開發的高溫覆壓孔滲透測定儀則可以模擬深部地層高溫高壓條件，測試相應條件下的煤巖孔隙度和滲透率；南通市海安石油科研儀器有限公司開發的煤巖電聲參數全自動測定儀可以測定地層條件下煤巖電阻率和縱波、橫波速度。這幾種測量儀器各自工作時，雖各有所長，但使用時操作繁瑣，易出故障，給科研工作帶來極大不便，而且無法實現同時在線監測，使得科研數據難以耦合分析。同時在不同儀器針對同一個樣品測試不同參數，在裝樣和卸樣過程中，容易造成樣品損害，導致測試結果難以相互對比和印證。另外，煤巖孔隙率-滲透率-應力應變-聲波-電阻率聯測裝置至今未見報道和現成設備銷售。

實用新型內容

為了解決現有的測量裝置無法實現煤巖孔隙率-滲透率-應力應變-聲波-電阻率聯測的問題，本實用新型提供一種覆壓加溫下煤巖孔滲電聲應力應變聯測裝置，該裝置可以有效模擬深部復雜地層條件下高溫高壓的地質環境，利用標準室法、氣體流量計、液體流量計、應力應變儀、電阻率儀及聲波發射儀，在同一個實驗條件下得到煤巖樣品的孔隙度、氣水相對滲透率、應力應變曲線、電阻率和聲波速度，有效節約了樣品、增加了實驗數據精度和可對比性，提高了工作效率，給科研工作帶來極大的便利。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：該覆壓加溫下煤巖孔滲電聲應力應變聯測裝置設有一個恒溫箱，恒溫箱的底部設有起支撐作用的底座，恒溫箱下部豎直向上設有兩個支撐桿，支撐桿的上部設有綜合夾持器，綜合夾持器內設有推進平臺，推進平臺的上部設有墊塊和煤樣，煤樣的中心嵌放有應力應變片，煤樣的周圍裹覆帶有膠套的承壓壁，綜合夾持器的上下兩端由電路線連接著電阻率儀和聲波儀，綜合夾持器下部連接軸壓自動加載系統、綜合夾持器的側面連接著圍壓自動加載系統，綜合夾持器的上部設有實驗油管，實驗油管的下部插入煤樣中，實驗油管的上部通過導線Ⅰ依次連接著電磁閥e、標準室、壓力表b、電磁閥c、氣壓調節器及氣體增壓泵，所述氣體增加泵的進口通過導線與氣瓶相連通，導線上設有壓力表a及電磁閥b，連接氣瓶的導線還通過電磁閥a連接著氣體加濕器；實驗油管的上部通過導線Ⅱ依次連接著壓力表c、電磁閥d、水壓調節器、液體增壓泵及水箱；所述綜合夾持器的底部依次連接著電磁閥f和氣液分離器，氣液分離器與氣體流量計和液體流量計相連通，氣液分離器與氣體流量計之間的連接管線上設有壓力表d，氣液分離器與液體流量計之間的連接管線上設有壓力表e；所述綜合夾持器的底部與應力應變儀相連通；所述恒溫箱的下部與計算機相連通，計算機對測量的數據進行集中采集和處理。

該覆壓加溫下煤巖孔滲電聲應力應變聯測裝置測量使用方法如下：

1.樣品制備及安裝

將圓柱形煤樣制成規格，將綜合夾持器調至上下垂直位置，軸壓自動加載系統的推進平臺上放上墊塊，煤樣放在墊塊上面，應力應變片分別貼在煤樣的縱向和橫向兩個方向，啟動軸壓自動加載系統將煤樣和墊塊送入綜合夾持器中頂緊，膠套在圍壓自動加載系統的驅動作用下夾緊煤樣，安裝煤樣的過程就完成了。

煤巖孔隙度測試

該裝置是利用氣體等溫變換理論，在一定的溫度和圍壓條件下測試煤樣孔隙度的大小，測試氣體使用氣；具體操作步驟如下：

1）首先利用特定孔隙度標準塊進行孔隙度校正，測量出標準室到綜合夾持器這一段的管路的體積；

2）調節恒溫箱的溫度，根據需要利用軸壓自動加載系統和圍壓自動加載系統加載相應的軸壓和圍壓；

3）打開氣瓶、電磁閥b、電磁閥c，關閉電磁閥a、電磁閥d、電磁閥e、電磁閥f，氣體經氣體增壓泵、氣壓調節器流入標準室，此時計算機記錄壓力表b的值；

4）關閉電磁閥c，打開電磁閥e使氣體進入綜合夾持器的巖心，待壓力表b的值穩定后，計算機記錄壓力值；

5）計算機利用采集到的和的值利用氣體玻義耳定律計算該溫度壓力條件下孔隙度的大小；計算原理如下：