[實用新型]一種垂直井筒中煤粉產出模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201520423272.2
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN204666470U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 孫仁遠;雷少飛;夏朝輝;路永勝;任彬;張先敏;鄭克寧;丁偉;王楚峰;周衛東;紀云開;范坤坤;孫鑫;周秋成;魏宇翔
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N15/04
• 分類號: G01N15/04;G01M10/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種垂直井筒中煤粉產出模擬實驗裝置，其特征在于：它包括一個垂直模擬井筒，模擬井筒底部作為入口連接有為其提供恒定流速液體的供液系統、為其提供恒定流速氣體的供氣系統和為其提供可調壓力的供壓及穩壓系統；模擬井筒的頂部作為出口連接有回收清理系統以及數據采集系統，所述的數據采集系統將模擬井筒兩端壓力、液體流動的速度、和流場以及流動現象統一采集到計算機終端進行處理，形成了一個綜合的井筒多相流動模擬實驗平臺。

2.如權利要求1所述的垂直井筒中煤粉產出模擬實驗裝置，其特征在于：所述的供液系統包括封閉穩壓罐(1)、節流閥(18)及液體流量計(15)，穩壓罐(1)入口端經閘閥(21)與液源連接，穩壓罐內氣體的壓力為常壓狀態的情況下，打開連接閘閥(21)向罐內添加液體；供壓系統加壓時，閘閥(21)處于關閉狀態，穩壓罐出口端液體在壓力驅動下流經節流器(18)、液體流量計(15)向模擬井筒流動。

3.如權利要求1所述的垂直井筒中煤粉產出模擬實驗裝置，其特征在于：所述供氣系統包括空壓機(5)、分流器(16)、單向節流閥I(17)及氣體流量計(14)，空壓機(5)氣體出口端氣體經過分流器(16)分流，部分氣體經過單向節流閥I(17)及氣體流量計(14)流入支線路徑，然后經主線路徑流向模擬井筒，為模擬井筒提供恒定流速的氣體。

4.如權利要求1所述的垂直井筒中煤粉產出模擬實驗裝置，其特征在于：所述供壓及穩壓系統主要包括空壓機(5)、分流器(16)、穩壓罐(1)以及壓力表(11)；空壓機(5)出口端氣體流經分流器(16)，單向節流閥II(20)部分氣體流向穩壓罐(1)，氣體在穩壓罐(1)中壓縮，形成驅動流體流動的壓力。

5.如權利要求4所述的垂直井筒中煤粉產出模擬實驗裝置，其特征在于：所述的穩壓罐的出口串聯有一個節流閥(18)，通過節流閥(18)的調節控制穩壓罐(1)驅動壓力。

6.如權利要求1所述的垂直井筒中煤粉產出模擬實驗裝置，其特征在于：所述的數據采集系統包括數據采集器及計算機終端(4)以及與其相連的PIV粒子成像測速儀(21)、高速攝像儀(6)、壓力測量傳感器(8、10、19)、液體流量傳感器(7)、氣體流量傳感器(9)；

所述的高速攝像儀(6)和PIV粒子成像測速儀(21)分別安裝在模擬井筒的兩側，用于實時記錄模擬井筒(2)流動的現象、流場分布，粒子和流體的運動速度；

所述的壓力測量傳感器(8、19)分別安裝在模擬井筒的出口和入口，測量模擬井筒的壓差，且所述的壓力測量傳感器(8、19)分別與壓力表(12、13)相連；所述的壓力測量傳感器(10)用于測量穩壓罐內的壓力；

所述的液體流量傳感器(7)用于測量穩壓罐出口的液體的流量；所述的氣體流量傳感器(9)用于檢測供氣系統的單向節流閥出口的氣體流量。

7.如權利要求1所述的垂直井筒中煤粉產出模擬實驗裝置，其特征在于：所述回收清理系統包括一個回收罐(3)，所述的回收罐(3)包括按照設定的順序上下疊置起來的多層布篩網，且各層的各篩網目數不同，回收所得固體顆粒重復利用。

8.如權利要求8所述的垂直井筒中煤粉產出模擬實驗裝置，其特征在于：所述的回收罐(3)入口端通過管匯與模擬井筒(2)出口相連，流體進入到回收罐(3)，通過篩網層層過濾，固體顆粒依次滯留在不同的目篩網上，液體通過篩網，進入排液通道。

9.如權利要求8所述的垂直井筒中煤粉產出模擬實驗裝置，其特征在于：所述的模擬井筒為內徑50mm、長6米的垂直放置的有機玻璃管，其頂端和底端處各設有固體顆粒加砂口。