[實用新型]一種煤層擾動下煤粉運動狀態的模擬裝置

有效

• 申請號: 201720117193.8
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN206581933U
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 劉少杰;王生維;肖宇航;李瑞;呂帥鋒;粟冬梅;呂凱;李俊陽;袁銘;谷媛媛
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/00;E21B43/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司42238
• 代理人: 曹雄

技術領域

本實用新型涉及一種模擬裝置，尤其涉及一種煤層擾動下煤粉運動狀態的模擬裝置。

背景技術

煤層氣作為一種清潔能源，具有巨大的開發潛能，其排采過程中存在許多問題，其中煤粉問題是影響設備正常排采的關鍵問題，而了解煤粉的產生是解決煤粉問題的重要一環。

常見的煤粉大部分是由于擾動煤層而產生的，不同的煤體結構產生煤粉的量不同，而且煤粉的顆粒大小和形態也是不同的。現有的裝置沒能對煤粉產生過程進行模擬，理論研究也是通過取煤粉樣進行觀察，因此十分需要一種裝置，對不同煤體結構的煤層進行擾動，觀察煤粉產生運移的規律，從而佐證現有的關于煤粉的研究結果。

實用新型內容

有鑒于此，有必要提供一種能模擬煤層擾動下煤粉產生過程及運動狀態的模擬裝置。

本實用新型提供了一種煤層擾動下煤粉運動狀態的模擬裝置，其包括結構模擬裝置、側蓋、密封墊圈、進氣管和空壓機，所述結構模擬裝置中部設有一容納腔，所述容納腔上下兩側依從外向內順序對稱的設置有氣囊、第一隔層、裝樣腔、第二隔層和孔隙轉換層，所述氣囊、第一隔層、裝樣腔、第二隔層和孔隙轉換層固定在結構模擬裝置內，所述側蓋可拆卸的固定在結構模擬裝置側面，所述密封墊圈位于側蓋和結構模擬裝置之間，所述密封墊圈和側蓋一起密封結構模擬裝置的側面，所述側蓋上設有兩個氣體進口，所述氣體進口各與一氣囊連接，所述進氣管一端連接氣體進口，另一端連接空壓機，所述氣體進口和氣囊連通，所述空壓機提供氣體，氣體經所述進氣管進入氣囊，所述第二隔層設置有多個開孔，所述孔隙轉換層設有與第二隔層開孔對應的開孔，所述容納腔上下兩側設有與孔隙轉換層開孔對應的設有多個開孔，打開第二隔層和孔隙轉換層的開孔，所述容納腔與第二隔層相通。

進一步地，所述模擬裝置還包括井筒、第一水管、第二水管、第三水管、水泵、水管、廢液處理箱和集水箱，所述井筒上端設有上開口，下側端設有側接頭，所述側接頭與容納腔固定連接，所述側蓋上設有液體進口，所述第一水管一端連接集水箱，另一端固定在液體進口上，所述液體進口和容納腔連通，所述容納腔和側接頭連通，所述第二水管一端穿過上開口連接井筒底部，另一端連接水泵，所述第三水管一端連接水泵，另一端連接廢液處理箱。

進一步地，所述結構模擬裝置是透明材質構成，便于觀測模擬結果。

進一步地，所述進氣管上設有氣體壓力計和氣體控壓閥，所述氣體控壓閥控制氣體的氣量大小，氣體壓力計顯示氣體壓力的大小。

進一步地，所述第一水管上設有液體壓力計、液體流量計、液體控壓閥，所述液體控壓閥控制液體的流量大小，所述液體壓力計顯示液體壓力的大小，液體流量計顯示流量的大小。

進一步地，所述側蓋通過螺栓可拆卸的固定在所述結構模擬裝置側面。

進一步地，所述側接頭以螺紋連接的方式與容納腔固定連接。

進一步地，所述第二隔層是剛性耐壓材料構成，所述第二隔層的開孔中嵌有平板狀薄片，所述平板狀薄片通過杠桿與螺旋小鈕相連，所述螺旋小鈕固定在側蓋上，所述螺旋小鈕控制第二隔層的開孔的開閉。

進一步地，所述孔隙轉換層由厚的剛性材料組成，所述孔隙轉換層的開孔內嵌有圓環狀薄片，所述圓環狀薄片通過杠桿與螺旋大鈕相連，所述螺旋大鈕控制孔隙轉換層開孔孔徑的大小。

進一步地，螺旋大鈕套設在螺旋小鈕的外周，且安裝在側蓋上，所述螺旋小鈕以推拉的方式來控制第二隔層開孔的開閉，所述螺旋大鈕用旋轉的方式調節孔隙轉換層開孔孔徑的大小。

本實用新型的煤層擾動下煤粉運動狀態的模擬裝置，通過原位煤儲層和井筒有機的結合在一起，通過裝置對煤儲層進行不同條件的擾動，從煤粉產生的源頭開始，對煤粉的產出運移過程進行模擬的，方便觀察煤粉在不同壓力條件下以及在液相中運動狀態的模擬情況，能夠定量分析煤儲層的合適的擾動狀態以及和合適的煤體結構（煤儲層孔隙類型），從而制定合適的排采制度，達到管控煤粉的效果。

附圖說明

圖1是本實用新型煤層擾動下煤粉運動狀態的模擬裝置的一示意圖。

圖2是本實用新型煤層擾動下煤粉運動狀態的模擬裝置的結構模擬裝置內結構示意圖。

圖3是本實用新型煤層擾動下煤粉運動狀態的模擬裝置的側蓋的一示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地描述。