[發明專利]一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 201910262807.5
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN109870397A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 李波波;王斌;高政
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

本發明公開了一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗裝置及試驗方法，它包括混合氣體供給系統和抽真空系統，混合氣體供給系統與恒溫吸附系統通過管路連接；恒溫吸附系統與抽真空系統通過管路連接；恒溫吸附系統與應變測量系統連接；應變測量系統與數據采集系統通過導線連接；解決了現有技術中對于研究不同氣體對煤層等溫吸附變形的實驗設備都只能適用于單一氣體，沒有適用于進行混合氣體煤層等溫吸附變形的實驗設備；而且并沒有及時的對變形量進行觀測等技術問題。

技術領域

本發明屬于瓦斯檢測實驗器具技術領域，尤其涉及一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗裝置及試驗方法。

背景技術

煤層氣是賦存煤層中的一種呈吸附、游離或溶解狀態的天然氣，在煤層等非常規天然氣儲層中，吸附氣含量較高，煤層中吸附氣和游離氣含量一般大于90％。吸附和游離氣吸附含氣量的大小直接關系到天然氣的富集程度和開發技術。煤的吸附性能會影響煤體的孔隙壓力以及會引起煤體產生吸附膨脹，所以特別是對煤層氣等非常規天然氣來說，吸附氣含量測定是儲層評價、儲量估算以及開發設計的關鍵因素。同時隨著煤層氣儲層深度的增加，地下溫度逐步升高。各種溫度會對煤產生力學性質等方面的影響，進而對其吸附量以及吸附變形產生不同的影響。然而現有技術中沒有同時測定煤體吸附量及在該吸附量下產生的應變量。因此，研究煤體吸附、解吸瓦斯變形特性具有重要的工程應用價值。煤體內富含瓦斯，而瓦斯是一種含有CH₄、CO₂等多種混合氣體組成的氣體，因此進行混合氣體等溫吸附變形的研究十分必要，而現有技術中進行等溫吸附變形的實驗設備都只能適用于單一氣體，沒有適用于進行混合氣體等溫吸附變形的實驗設備，此設備為煤層氣抽采等提供技術參考。

本發明要解決的技術問題：提供一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗裝置及試驗方法，以解決現有技術中對于研究氣體等溫吸附變形時實驗設備都只能適用于單一氣體，沒有適用于進行混合氣體等溫吸附變形的實驗設備；而且在進行等溫吸附變形實驗中，沒有及時的測定其變形量等技術問題。

本發明技術方案：

一種混合氣體條件下的等溫吸附變形試驗裝置，它包括混合氣體供給系統和抽真空系統，混合氣體供給系統與恒溫吸附系統通過管路連接；恒溫吸附系統與抽真空系統通過管路連接；恒溫吸附系統與應變測量系統連接；應變測量系統與數據采集系統通過導線連接。

所述混合氣體供給系統包括第一儲氣罐和第二儲氣罐，第一儲氣罐與氣體混合裝置通過管路連接，第一儲氣罐與氣體混合裝置的管路上依次安裝有第一減壓閥、第一壓力表和第一開關閥；第二儲氣罐與氣體混合裝置通過管路連接，第二儲氣罐與氣體混合裝置的管路上連接有第二減壓閥、第二壓力表和第二開關閥。

等溫吸附系統包括參考釜和樣品釜；參考釜上設置有第四壓力表和第四開關閥；樣品釜上設置有第五壓力表和第五開關閥（13）；樣品釜內部裝有煤樣；兩個參考釜通過管路連接；所述管路上裝有第六開關閥；等溫吸附系統通過管路與抽真空系統連接且管路上安裝有第七開關閥。

混合氣體供給系統與恒溫吸附系統的管路上依次安裝有第三壓力表和第三開關閥。

抽真空系統包括真空容積和真空泵，真空容積和真空泵通過管路連接；管路上裝有第六壓力表和第八開關閥。

應變測量系統包括平行層理方向應變片和垂直層理方向應變片；平行層理方向應變片和垂直層理方向應變片安裝在煤樣上；平行層理方向應變片和垂直層理方向應變片與應變儀導線連接。

數據采集系統包括計算機，計算機與應變測量系統的應變儀導線連接。