[發(fā)明專利]一種電磁波激勵(lì)非常規(guī)天然氣滲流實(shí)驗(yàn)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710465967.0
• 申請(qǐng)日: 2017-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN107101907A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王一巧;程瑤;馬玉林;張永利;尚文龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N7/04
• 分類號(hào): G01N7/04;G01N7/14;G01N13/04;G01N15/08
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 馮懿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于非常規(guī)天然氣(煤層氣和頁(yè)巖氣等)滲流實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電磁波激勵(lì)非常規(guī)天然氣滲流實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

非常規(guī)天然氣主要包括煤層氣和頁(yè)巖氣，主要成分為甲烷，是重要的新興清潔能源。我國(guó)的煤層氣和頁(yè)巖氣儲(chǔ)量均非常豐富，頁(yè)巖氣可探儲(chǔ)量位居世界首位。對(duì)非常規(guī)天然氣進(jìn)行開發(fā)利用不但能夠極大的緩解我國(guó)能源緊張狀況，而且可以降低煤、石油等常規(guī)能源對(duì)大氣環(huán)境的污染，煤層氣的開采還有助于增大煤礦生產(chǎn)安全系數(shù)，提高經(jīng)濟(jì)效益。但我國(guó)大部分地區(qū)的非常規(guī)天然氣儲(chǔ)層均屬于低滲透儲(chǔ)層，抽采率極低，無法進(jìn)行常規(guī)工業(yè)化開采。

目前，常用的開采方法為水力壓裂和水平鉆井結(jié)合，需要耗費(fèi)大量的水資源，且可能帶來一些附加問題。電磁波是針對(duì)低滲透儲(chǔ)層進(jìn)行非常規(guī)天然氣開采的新方法，最早是基于電磁波產(chǎn)生的熱效應(yīng)，利用熱能提高非常規(guī)天然氣解吸滲流速度，從而達(dá)到大幅度提高產(chǎn)量的目的。研究發(fā)現(xiàn)：電磁波作用于煤巖體，利用介電傳導(dǎo)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)熱膨脹、熱破裂和輻射致裂，同時(shí)可通過熱輻射在煤巖體內(nèi)部形成內(nèi)熱源，進(jìn)一步利用溫度差激勵(lì)煤層氣和頁(yè)巖氣從儲(chǔ)層中產(chǎn)出。因此，電磁波激勵(lì)開采低滲透非常規(guī)天然氣相對(duì)于現(xiàn)有水力壓裂、注氣驅(qū)替和常規(guī)注熱或加熱開采等方式比較，抽采效率更高，致裂滲流效果更好；因此，利用電磁波對(duì)低滲透非常規(guī)天然氣進(jìn)行激勵(lì)開采是一種非常有潛力的新型開采方法。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中尚沒有電磁波激勵(lì)非常規(guī)天然氣滲流實(shí)驗(yàn)裝置，無法獲得電磁波激勵(lì)作用下非常規(guī)天然氣的滲流規(guī)律，不能為非常規(guī)天然氣資源的合理抽放和綜合利用提供可靠的數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種電磁波激勵(lì)非常規(guī)天然氣滲流實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置具有三軸加載功能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)非常規(guī)天然氣滲流特性的功能測(cè)試，獲得電磁波激勵(lì)作用下非常規(guī)天然氣滲流特性規(guī)律，為非常規(guī)天然氣資源，特別是低滲透資源的合理抽放和綜合利用提供可靠的數(shù)據(jù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種電磁波激勵(lì)非常規(guī)天然氣滲流實(shí)驗(yàn)裝置，包括三軸加壓裝置、電磁波激勵(lì)裝置及集成控制系統(tǒng)；

所述三軸加壓裝置由壓力機(jī)和三軸儀組成，所述壓力機(jī)包括上頂板、下底板、剛性柱、液壓機(jī)及液壓機(jī)工作臺(tái)，所述三軸儀包括上壓帽、下壓帽、缸體、上壓座、活塞、上壓頭、下壓頭及壓墊；所述上頂板設(shè)置在下底板的上方，兩者通過剛性柱相連接，在下底板的頂部中心位置設(shè)置有液壓機(jī)，在液壓機(jī)的上方設(shè)置有液壓機(jī)工作臺(tái)；在液壓機(jī)工作臺(tái)的上方設(shè)置有缸體，在缸體的上部設(shè)置有具有中心通孔的上壓帽，所述上壓帽與缸體通過螺紋相連接；在缸體的下部設(shè)置有具有中心通孔的下壓帽，所述下壓帽與缸體通過螺紋相連接，在缸體內(nèi)的上部設(shè)置有上壓座，上壓座頂部的凸起設(shè)置在上壓帽的中心通孔內(nèi)；在下壓帽的內(nèi)部設(shè)置有活塞，活塞底部的凸起穿過下壓帽的中心通孔后，與液壓機(jī)工作臺(tái)的上表面相接觸，所述活塞與缸體相配合；在缸體內(nèi)分別設(shè)置有上壓頭和下壓頭，在上壓頭的頂部設(shè)置有上壓頭第一凸起，所述上壓頭第一凸起嵌入在上壓座的底部，在下壓頭的底部設(shè)置有下壓頭第一凸起，所述下壓頭第一凸起嵌入在活塞的頂部，所述上壓頭與下壓頭相對(duì)設(shè)置；在下壓頭及活塞的內(nèi)部設(shè)置有貫通下壓頭和活塞的解吸氣體出氣孔，在上壓座的內(nèi)部分別設(shè)置有貫通上壓座的圍壓進(jìn)氣孔和數(shù)據(jù)輸出通道，在上壓座及上壓頭的內(nèi)部設(shè)置有貫通上壓座和上壓頭的孔隙壓進(jìn)氣孔和電磁波接收孔；

所述電磁波激勵(lì)裝置包括電磁波發(fā)生器，電磁波發(fā)生器的輸出端與三軸加壓裝置的電磁波接收孔相連接；

所述集成控制系統(tǒng)包括主機(jī)、溫度傳感器、溫度接受器、應(yīng)變片、應(yīng)變接收器、控制氣體開關(guān)、穩(wěn)壓器控制開關(guān)、壓力表及調(diào)壓閥；氣瓶分別與三軸加壓裝置的圍壓進(jìn)氣孔、孔隙壓進(jìn)氣孔及液壓機(jī)相連接，在氣瓶與圍壓進(jìn)氣孔之間的管路上設(shè)置有第一控制氣體開關(guān)、第一壓力表、第一調(diào)壓閥及第一穩(wěn)壓器，在氣瓶與孔隙壓進(jìn)氣孔之間的管路上設(shè)置有第二控制氣體開關(guān)、第二壓力表、第二調(diào)壓閥及第二穩(wěn)壓器，在氣瓶與液壓機(jī)之間的管路上設(shè)置有第三控制氣體開關(guān)、第三壓力表、第三調(diào)壓閥及第三穩(wěn)壓器；所述溫度傳感器和應(yīng)變片均設(shè)置在試樣表面，應(yīng)變片的數(shù)據(jù)線穿過上壓座的數(shù)據(jù)輸出通道后通過應(yīng)變接收器與主機(jī)相連接，溫度傳感器的數(shù)據(jù)線穿過上壓座的數(shù)據(jù)輸出通道后通過溫度接收器與主機(jī)相連接。

在所述活塞的上部與下壓帽之間設(shè)置有擋板。

在所述上、下壓頭上設(shè)置有錐形面，并配有壓墊，所述壓墊與上、下壓頭通過螺紋相連接。

所述應(yīng)變接收器采用動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀。

所述溫度接收器采用多路數(shù)據(jù)采集儀。