[發(fā)明專利]一種裂隙條件下煤粉群的動(dòng)力學(xué)特征測試系統(tǒng)及測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910385686.3
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110186813A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱蘇陽;彭小龍;杜志敏;李傳亮;鄧鵬;王超文;吳昊鏹
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N15/02;G01N15/08
• 代理公司: 成都高遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李安霞;曾克

本發(fā)明公開一種裂隙條件下煤粉群的動(dòng)力學(xué)特征測試系統(tǒng)，包括煤粉液供給系統(tǒng)、壓力測試系統(tǒng)、裂隙流動(dòng)觀測系統(tǒng)、固液流速測量系統(tǒng)；還公開了裂隙條件下煤粉群的動(dòng)力學(xué)特征的測試方法，包括、煤粉前處理過程、夾持器流體裝載過程、煤粉流動(dòng)與觀測過程、固液流速以及固相測粒徑量過程。本發(fā)明能適用于測量煤粉群在裂隙條件下的動(dòng)力學(xué)特征，煤粉粒徑分布對煤粉群運(yùn)移動(dòng)態(tài)的影響，測試過程科學(xué)，測試結(jié)果準(zhǔn)確，為煤層氣的有效開發(fā)創(chuàng)造了良好的條件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油天然氣開采領(lǐng)域，涉及煤層氣藏的開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及裂隙條件下煤粉群的動(dòng)力學(xué)特征測試系統(tǒng)及測試方法。

背景技術(shù)

由于地質(zhì)儲量巨大，煤層氣的有效開發(fā)可以改善我國能源結(jié)構(gòu)并補(bǔ)充常規(guī)天然氣在我國地域分布和供給量上的不足。由于煤層脆性較強(qiáng)，生產(chǎn)過程中易產(chǎn)生煤粉，容易在儲層中形成液-固兩相流動(dòng)，從而堵塞煤層流動(dòng)通道，降低氣井產(chǎn)能。因此，煤粉的運(yùn)移機(jī)理以及動(dòng)力學(xué)特征是進(jìn)行煤層氣開發(fā)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題。目前關(guān)于煤粉動(dòng)力學(xué)特征的研究國內(nèi)外學(xué)者都做了大量工作，普遍根據(jù)單粒徑顆粒受力分析和實(shí)驗(yàn)，推導(dǎo)研究煤粉的動(dòng)力學(xué)特征。然而，煤粉運(yùn)移過程是一個(gè)多粒徑耦合傳質(zhì)過程，單一粒徑的實(shí)驗(yàn)研究難以直接獲得煤粉的動(dòng)力學(xué)特征。因此，有學(xué)者提出了煤粉群的概念，通過煤粉群的運(yùn)移實(shí)驗(yàn)研究其動(dòng)力學(xué)特征。

目前，煤粉群的動(dòng)力學(xué)特征研究尚停留在理論方面，沒有學(xué)者進(jìn)行過實(shí)驗(yàn)研究，亦沒有實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驕y量裂隙條件下煤粉群的動(dòng)力學(xué)特征。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種裂隙條件下煤粉群的動(dòng)力學(xué)特征測試系統(tǒng)，適用于測量煤粉群在裂隙條件下的動(dòng)力學(xué)特征，煤粉粒徑分布對煤粉群運(yùn)移動(dòng)態(tài)的影響，本發(fā)明同時(shí)公開了采用該裝置對裂隙條件下煤粉群的動(dòng)力學(xué)特征進(jìn)行測試的方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明公開的裂隙條件下煤粉群的動(dòng)力學(xué)特征測試系統(tǒng)，包括煤粉液供給系統(tǒng)、壓力測試系統(tǒng)、裂隙流動(dòng)觀測系統(tǒng)、固液流速測量系統(tǒng)；所述煤粉液供給系統(tǒng)具體包括煤粉液混合池、第一針型閥、混砂泵，所述壓力測試系統(tǒng)包括壓力傳感器、第二針型閥；所述裂隙條件模擬系統(tǒng)包括刻蝕玻璃板夾持器、攝像機(jī)、光源、計(jì)算機(jī)；所述固液流量系統(tǒng)包括量筒；所述第一針型閥的入口端連通煤粉液混合池，所述混砂泵的入口端連通第一針型閥的出口端，所述混砂泵的出口端連通第二針型閥的入口端，所述第二針型閥的出口端連通刻蝕玻璃板夾持器的入口端，所述量筒連通刻蝕玻璃板夾持器的出口端，所述攝像機(jī)、光源分別位于刻蝕玻璃板夾持器的相對兩側(cè)，攝像機(jī)連接影像處理系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述固液流量系統(tǒng)還包括激光粒度測試儀。

優(yōu)選的，所述煤粉液混合池與第一針型閥之間的連通管線、第一針型閥與混砂泵之間的連通管線、混砂泵與第二針型閥之間的連通管線、第二針型閥與刻蝕玻璃板夾持器之間的連通管線均為耐壓管線。

優(yōu)選的，所述攝像機(jī)為高速攝像機(jī)，所述影像處理系統(tǒng)為高速影像處理系統(tǒng)，所述攝像機(jī)與光源正對。

本發(fā)明還公開一種測試方法，采用所述裂隙條件下煤粉群的動(dòng)力學(xué)特征測試系統(tǒng)進(jìn)行裂隙條件下煤粉群的動(dòng)力學(xué)特征測試。

優(yōu)選的，所述測試方法包括以下過程：

a、煤粉前處理過程；

b、夾持器流體裝載過程；

c、煤粉流動(dòng)與觀測過程；

d、固液流速以及固相測粒徑量過程。

優(yōu)選的，所述煤粉前處理過程為：取煤樣粉碎，用振動(dòng)篩獲得不同粒徑的煤粉樣品。

優(yōu)選的，所述夾持器流體裝載過程包括：一定粒徑的煤粉放入刻蝕玻璃板中，打開第一針型閥和第二針型閥，在玻璃板夾持器內(nèi)通入水；或者，從煤粉液混合池中將一定粒徑的煤粉混合均勻，直接用混砂泵注入夾持器。