[發明專利]一種模擬頁巖氣層內環境狀態加溫加壓試驗裝置及模擬方法

在審

• 申請號: 201810019618.0
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN107907664A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 黎強
• 申請（專利權）人: 四川華川工業有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙)51218
• 代理人: 袁英

1.一種模擬頁巖氣層內環境狀態加溫加壓試驗裝置，其特征在于：它包括裝藥室及起爆裝置（1）、加壓裝置（2）和手動試壓泵（3），所述裝藥室及起爆裝置（1）包括裝藥管（4）、傳爆座（5）、壓藥活塞桿（6）、管座（7）、雷管座（8）和端蓋（9），裝藥管（4）內從左往右順次開設有傳爆座安裝孔（10）、腰形孔（11）和導向孔（12），導向孔（12）內滑動安裝有壓藥活塞桿（6），裝藥管（4）的左端部順次連接有端蓋（9）和雷管座（8），雷管座（8）內設置有火焰雷管和管座（7），管座（7）內設置有電點火管，傳爆座安裝孔（10）內設置有傳爆座（5），傳爆座（5）的左右端部均開設有左腔室和右腔室，左右腔室通過隔板隔開，左腔室與雷管座（8）導通，右腔室與腰形孔（11）導通，左腔室和右腔室中均設置有炸藥（13），所述裝藥管（4）的外部纏繞有加熱帶，裝藥管（4）的外部加裝有溫度探頭，溫度探頭與溫控箱連接；所述加壓裝置（2）包括本體（14）、導向套（15）、芯桿（16）、荷重（17）和活塞（18），本體（14）內開設有水平設置的臺階孔（19），本體（14）的左側固設有側板（20），側板（20）將臺階孔（19）的大孔封閉，本體（14）的右側設置有連通臺階孔（19）小孔的接頭（21），導向套（15）固設于本體（14）的頂部，導向套（15）內連通臺階孔（19）小孔的通孔，通孔內間隙配合有芯桿（16），芯桿（16）向上貫穿導向套（15）設置且其頂部固設有荷重（17），活塞（18）設置于臺階孔（19）的大孔內；所述手動試壓泵（3）的出口與接頭（21）經管道連接；所述裝藥室及起爆裝置（1）的裝藥管（4）設置于側板（20）上，壓藥活塞桿（6）伸入于臺階孔（19）的大孔中且位于活塞（18）的左側。

2.根據權利要求1所述的一種模擬頁巖氣層內環境狀態加溫加壓試驗裝置，其特征在于：所述雷管座（8）與端蓋（9）之間連接有螺釘（22）。

3.根據權利要求1所述的一種模擬頁巖氣層內環境狀態加溫加壓試驗裝置，其特征在于：所述傳爆座（5）的柱面上開設有環形槽（23），環形槽（23）內設置有密封圈（24）。

4.根據權利要求1所述的一種模擬頁巖氣層內環境狀態加溫加壓試驗裝置，其特征在于：所述壓藥活塞桿（6）上套有位于導向孔（12）內的密封圈（24）。

5.根據權利要求1所述的一種模擬頁巖氣層內環境狀態加溫加壓試驗裝置，其特征在于：所述手動試壓泵（3）與接頭（21）之間連接有截止閥和壓力表。

6.根據權利要求1所述的一種模擬頁巖氣層內環境狀態加溫加壓試驗裝置，其特征在于：所述本體（14）的底部設置有螺塞。

7.根據權利要求1~6中任意一項所述試驗裝置模擬頁巖氣層內環境狀態加溫加壓的方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、模擬高壓時，通過手動試壓泵（3）反復拉壓手柄，手動試壓泵（3）壓出水，水順次通過管道、接頭（21）進入臺階孔（19）小孔內，水的壓力作用于芯桿（16）下端部，芯桿（16）向上給荷重（17）施軸向力，同時水壓作用于活塞（18）端面上，活塞（18）沿臺階孔（19）向左移動并抵壓在壓藥活塞桿（6）上，從而在腰形孔（11）內形成壓力，壓力又作用于右腔室內的炸藥上；隨著手動試壓泵（3）繼續注水，當水壓力通過芯桿（16）向荷重（17）施加的力等于荷重（17）的自身重力時，荷重（17）豎直向上勻速移動，從而使導向孔（12）內壓力穩定，同時腰形孔（11）內的壓力也穩定，此時只需改變荷重（17）的重量就能夠調整腰形孔（11）內壓力，且壓力調節范圍0～200MPa；

S2、在溫控箱中設定試驗所需的溫度，向加熱帶通電，加熱帶將裝藥管（4）加熱，從而使腰形孔（11）內溫度升高，同時溫度探頭實時將溫度信號轉換為電信號傳遞給溫控箱，當溫度到達設定溫度時，停止給加熱帶通電，溫度調節范圍從室溫到200℃以內；

S3、起爆傳爆：通過管座（7）內的電點火管發火以點燃雷管座（8）中的火焰雷管，火焰雷管起爆左腔室內炸藥的起爆，炸裂隔板后引爆右腔室內的炸藥，因此能夠在不同溫度條件下、不同壓力條件下實現炸藥的起爆，同時模擬頁巖氣層內環境狀態的加溫和加壓。