[實用新型]煤巖三軸蠕變滲流試驗系統

有效

• 申請號: 201720218607.6
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN206573380U
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 孫劉濤;徐楓;王登科;劉淑敏;呂瑞環;李文睿
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/12;G01N13/04;G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于蠕變滲流裝置技術領域，尤其涉及一種煤巖三軸蠕變滲流試驗系統。

背景技術

煤炭埋藏于地層深部，是一種典型的孔隙-裂隙雙重介質，與其伴生的瓦斯以吸附態、游離態賦存于其中。瓦斯在煤層中的流動包括瓦斯氣體的吸附、解吸、擴散和滲流等過程，是一個非常復雜的運移過程。含瓦斯煤的滲透率是反映瓦斯氣體在煤層中滲流難易程度的重要指標，標志著煤層瓦斯抽采難易程度的關鍵參數。 隨著煤礦進入深部開采，煤層將進入高地應力、高滲透壓力和高地溫的惡劣環境，在外部載荷作用下具有很強的蠕變特性。 煤層瓦斯在運移過程中受到蠕變變形的影響，同時蠕變變形反過來也會影響煤層瓦斯的流動，這就是所謂的蠕變-滲流耦合效應。 正是這種效應使得煤層瓦斯抽采鉆孔周圍的瓦斯流動變得更加復雜，由于煤層瓦斯抽采關系到我國煤礦安全開采和瓦斯的綜合利用等問題，所以研究含瓦斯煤的流變特性、受載破壞特征和瓦斯滲流-吸附解吸規律具有非常重要的現實意義。現有的煤巖三軸蠕變滲流試驗系統結構復雜，精度欠缺，密封性差，不便于操作。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供了一種操作便捷，精度較高，可實現長時間蠕變加載的煤巖三軸蠕變滲流試驗系統。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：煤巖三軸蠕變滲流試驗系統包括三軸壓力室、加載裝置、變形測試裝置、滲流裝置和數據采集裝置；三軸壓力室包括上座、下座和螺栓，上座和下座之間設有密封墊圈，并通過螺栓連接固定；加載裝置包括加壓活塞桿、導向裝置、油泵和進、排油孔，導向套和導向裝置保證加壓活塞桿在垂直方向對煤巖實施持續加載，油箱經過油泵和截止閥連接到進、排油孔，并通入到三軸壓力室內；變形測試裝置包括軸向應變傳感器、金屬線和傳感器接線柱，熱縮管套在煤巖外部，兩端由金屬箍固定，軸向應變傳感器固定在加壓活塞桿上，通過金屬線接到傳感器接線柱上；滲流裝置包括高壓瓦斯氣瓶、減壓閥、氣壓表、進氣管、出氣管和氣體流量計，高壓瓦斯氣瓶出氣端設有開關，進氣管上依次設有減壓閥、氣壓表和截止閥，并通入加壓活塞桿，出氣管接入氣體流量計；數據采集裝置包括數據線和計算機，傳感器接線柱上的數據線連接到計算機，氣體流量計的信息也傳輸到計算機。

煤巖與熱縮管之間使用卡夫特密封膠進行密封，并用金屬箍對熱縮管兩端加固。

采用上述技術方案，本實用新型具有如下優點。

1、本實用新型的煤巖三軸蠕變滲流試驗系統包括三軸壓力室、加載裝置、變形測試裝置、滲流裝置和數據采集裝置，三軸壓力室由上座和下座通過螺栓連接組成，密封良好，為蠕變滲流試驗的煤巖提供了較好的密閉空間；加載裝置分為軸向加載裝置和徑向加載裝置，導向套和導向裝置保證加壓活塞桿在垂直方向對煤巖實施持續均勻加載，油箱中的液壓油經過油泵、截止閥和進、排油孔通入到三軸壓力室內，實現對煤巖的徑向的均勻加載；變形測試裝置用于實時監測煤巖蠕變過程中的軸向應變情況；滲流裝置用于提供一定壓力的瓦斯氣體，實現加載條件下煤巖的滲流過程；數據采集裝置用于實時采集瓦斯氣體流量和煤巖受載條件下變形。

2、本實用新型采用變形測試裝置，熱縮管套在煤巖外部，兩端由金屬箍固定，軸向應變傳感器固定在加壓活塞桿上，并隨著煤巖的軸向變形而發生變形，應變信息通過金屬線傳輸到傳感器接線柱上，并被計算機實時采集，數據以圖線的形式在計算機上顯示，為科研人員節省了數據處理時間。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

其中，1：下座；2：上座；3：螺栓；4：進、排油孔；5：導向裝置；6：加壓活塞桿；7：進氣管；8：導向套；9：排空氣孔；10：金屬箍；11：熱縮管；12：軸向應變傳感器；13：煤巖；14：金屬線；15：傳感器接線柱；16：數據線；17：出氣管；18：氣體流量計；19：計算機；20：油箱；21：油泵；22：截止閥；23：高壓瓦斯氣瓶；24：開關；25：減壓閥；26：氣壓表；27：截止閥；28：密封墊圈。

具體實施方式