[發明專利]多層疊置含氣系統垂直井開采模擬試驗方法

有效

• 申請號: 201611122511.6
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106771063B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 許江;尹光志;彭守建;張超林;王維忠;張小蕾;劉義鑫;賈立;宋肖徵;譚虎
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 王瑩

1.一種多層疊置含氣系統垂直井開采模擬試驗方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟1、試驗準備

1a)將煤樣破碎并篩分備用，準備相似材料備用，所述相似材料用于模擬煤層之間的巖層，對傳感器進行編號備用；

1b)型煤成型，在試件箱內對煤樣和相似材料進行加壓成型，并在試件箱內埋入抽采管和傳感器；

所述試件箱包括箱體和箱蓋，在所述箱體沿長度方向的一端插裝有第一水平壓頭，所述第一水平壓頭的內端固定有位于箱體內的豎向的第一壓板，在所述箱體沿寬度方向的一側插裝有至少兩個第二水平壓頭，所述第二水平壓頭沿箱體的長度方向均勻布置，在每一所述第二水平壓頭的內端均固定有豎向的第二壓板，在所述箱蓋上插裝有與第二水平壓頭一一對應的豎向壓頭，在每一所述豎向壓頭的內端均固定有位于箱體內的水平的第三壓板，在所述箱體內底設置有與豎向壓頭一一對應的透氣板，在每一所述透氣板下方均設有氣流通道，所述氣流通道的一端通過透氣板與箱體內腔貫通，氣流通道的另一端貫穿箱體外壁并各自固定連接有管接頭；

所述抽采管沿箱體長度方向布置，并且抽采管包括固定在箱體上的外管和插裝在外管內的內管，在所述外管上設有與透氣板一一對應的抽采區，在外管的每一抽采區上均開設有外抽采孔，在所述外管相鄰的兩個抽采區之間設置有隔板，所述隔板將相鄰的抽采區密封隔斷；所述內管的數量與抽采區的數量一一對應，內管的內端伸入對應抽采區內，并且在內管上開設有位于對應抽采區內的內抽采孔；

所述煤樣和相似材料沿箱體長度方向間隔布置，并且煤樣位于透氣板正上方，相似材料位于相鄰透氣板之間部位的上方；

1c)檢查密封效果；

1d)連接傳感器和電腦；在每一所述氣流通道的管接頭上通過進氣管路各自連接有真空泵，在每一所述內管的外端各自連接有出氣管路，并在每一所述出氣管路上均安裝有流量計，將所有的出氣管路均與開采總管連通，所述開采總管用于收集氣體；

步驟2、加載應力

開啟應力加載及數據采集系統，通過各個壓頭對型煤施加預定應力；

步驟3、甲烷吸附

關閉出氣管路，啟動真空泵對煤樣進行抽真空排出空氣雜質，抽真空完成后關閉真空泵和進氣管路，將進氣管路與甲烷氣瓶連接，打開甲烷氣瓶和進氣管路進行充氣，按照預定的吸附平衡氣壓對各個煤層進行充分吸附；

步驟4、煤層氣開采

關閉所有的進氣管路，按照試驗設定的開采方式，打開相應的出氣管路，進行甲烷開采模擬試驗；

步驟5、結束一次試驗

關閉應力加載及數據采集系統，結束一次試驗；

步驟6、同組其他試驗

改變開采方式，重復試驗。

2.根據權利要求1所述的多層疊置含氣系統垂直井開采模擬試驗方法，其特征在于：所述第二水平壓頭沿箱體的長度方向均勻布置有四個，所述豎向壓頭與第二水平壓頭一一對應布置有四個，所述透氣板與豎向壓頭一一對應布置有四個，所述外管上的抽采區與透氣板一一對應布置有四個，所述內管與抽采區一一對應布置有四個，所述煤層有四層，從遠離第一水平壓頭的一端開始將煤層依次標定為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ；所述相似材料在煤層之間間隔布置有三層。

3.根據權利要求2所述的多層疊置含氣系統垂直井開采模擬試驗方法，其特征在于：在所述步驟4中，打開所有的出氣管路，采用合層開采方式模擬甲烷開采。

4.根據權利要求2所述的多層疊置含氣系統垂直井開采模擬試驗方法，其特征在于：在所述步驟4中，采用單層開采的方式模擬甲烷開采，包括以下步驟，先打開煤層Ⅳ所對應的出氣管路進行單層抽采，直到煤層Ⅳ的氣壓降至0.1MPa以下；然后打開煤層Ⅲ所對應的出氣管路進行單層抽采，直到煤層Ⅲ的氣壓降至0.1MPa以下；再打開煤層Ⅱ所對應的出氣管路進行單層抽采，直到煤層Ⅱ的氣壓降至0.1MPa以下；最后打開煤層Ⅰ所對應的出氣管路進行單層抽采，直到煤層Ⅰ的氣壓降至0.1MPa以下。