[發明專利]注氣驅替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺

在審

• 申請號: 201410846123.7
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104481581A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 馬新足
• 申請（專利權）人: 馬新足
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B43/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及瓦斯抽采領域，具體涉及一種注氣驅替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺。

背景技術

我國是世界上最大的產煤國，也是發生災害事故最嚴重的國家，瓦斯抽采是防治煤礦瓦斯災害的根本措施，由于我國煤層瓦斯賦存具有“三高三低”的特征，使得煤層瓦斯采前預抽效果不甚理想，為此采取強化措施進行抽采尤為必要。目前國內外強化抽采措施主要有水力壓裂、水力割裂、深孔預裂爆破等，但其工藝較為復雜，成本較高。注氣驅替抽采瓦斯操作簡單、成本較低。經過國內外學者的努力，注氣驅替煤層瓦斯技術機理的研究取得了不少成果，但對不同因素條件下注氣驅替效果及其可靠性，如不同種類注入氣體、注氣流量、注氣壓力及其誘發煤與瓦斯突出，還需進一步研究。然而對該技術的研究，現場試驗方面難以實現連續監測，實驗室實驗缺乏相關的實驗臺。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種注氣驅替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺，用于研究不同種類注入氣體、注氣壓力、注氣流量等因素對注氣驅替瓦斯效果的影響。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

注氣驅替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺，包括加載裝置、脫氣裝置、吸附裝置、注氣裝置、抽采裝置、數據采集裝置,所述加載裝置包括箱體、加載壓頭、液壓缸、油路、控制閥、液壓泵站和膠囊封孔器，所述箱體外包裹有加熱層和真空保溫層，所述真空保溫層上設有球閥，所述箱體內設有蒸汽噴頭，所述蒸汽噴頭通過水管連接有蒸汽發生裝置，所述箱體中還設有溫度傳感器和濕度傳感器，所述箱體內設有型煤，所述型煤上設有加載壓頭，所述加載壓頭上設有液壓缸，所述液壓缸通過控制閥和油路連接液壓泵站，所述型煤中設有鉆孔，所述鉆孔通過膠囊封孔器封孔，所述膠囊封孔器與箱體之間進行密封，所述膠囊封孔器連接有抽采裝置和注氣裝置，所述脫氣裝置包括由真空泵、氣體控制閥、真空度計和箱體接頭，所述真空泵、氣體控制閥、真空度計依次連接然后與箱體接頭連接，所述吸附裝置包括壓力表、氣體控制閥、高壓氣瓶、箱體接頭、箱體和卸壓閥，所述高壓氣瓶、氣體控制閥、壓力表依次連接，然后與箱體接頭連接，箱體上設有卸壓，所述注氣裝置包括氣瓶、氣體控制閥、壓力表、導氣管、增壓泵、流量傳感器、閥門和膠囊封孔器，所述膠囊封孔器依次連接閥門、流量傳感器、氣體控制閥、壓力表、增壓泵、導氣管、氣瓶，所述增壓泵一端通過導氣管連接有總氣管，所述總氣管通過橫管連接有若干支管，所述支管上均設有與所述氣瓶連接的螺紋連接口，所述支管上設有氣體控制閥，所述氣體控制閥位于所述支管與所述螺紋連接口之間，所述抽采裝置由抽采泵、導氣管、真空度計、氣體控制閥、流量傳感器、閥門和膠囊封孔器，所述膠囊封孔器依次連接閥門、流量傳感器、氣體控制閥、真空度計、導氣管、抽采泵，所述數據采集裝置包括流量傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和計算機，所述流量傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器連接計算機。

其中，所述加熱層中設有加熱絲，所述加熱絲通過電源線與所述計算機相連。

其中，還包括一供電裝置，所述供電裝置包括蓄電池、電池盒和若干供電口，所述電池盒上設有太陽能接收板，所述太陽能接收板外包裹有防爆玻璃外殼，所述太陽能接收板通過電源線與所述蓄電池相連，所述蓄電池通過電源線與所述若干供電口相連，所述若干供電口位于所述電池盒的外壁上。

其中，所述箱體接頭位于所述箱體上。

其中，所述支管上設有壓力表。

其中，所述水管上設有閥門，所述閥門為電磁閥，所述電池閥上設有感應開關，所述感應開關通過無線連接有遙控器。

其中，所述蒸汽發生裝置上設有開關，所述開關通過導線與所述計算機（28）相連

本發明具有以下有益效果：

以現場注氣驅替煤層瓦斯技術為依托，建立了一套注氣驅替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺。本發明可人為的控制和改變實驗條件，從而可研究不同種類注入氣體、注氣壓力、注氣流量對注氣驅替瓦斯效果的影響，實驗可模擬現場注氣驅替煤層瓦斯技術，改變模擬的溫度，濕度，為現場注氣驅替煤層瓦斯技術的應用提供一定的參考，同時可以用于檢測多種氣體不同比例同時注入對注氣驅替瓦斯效果的影響。

附圖說明

圖1為本發明實施例注氣驅替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺的結構示意圖。

圖2為圖1中加載裝置的結構示意圖。

具體實施方式??

為了使本發明的目的及優點更加清楚明白，以下結合實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。