[發(fā)明專利]一種變壓變溫條件下瓦斯解吸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910990530.8
• 申請日: 2019-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN110579423A
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏建平;李博濤;張宏圖;姚邦華;郝玉雙;姚帥;張歐婭
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N7/16
• 分類號(hào): G01N7/16;G05D27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種變壓變溫條件下瓦斯解吸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。包括充氣系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)，變壓變溫系統(tǒng)，解吸環(huán)境壓力控制系統(tǒng)，參數(shù)采集與測控系統(tǒng)。充氣系統(tǒng)包括高壓氣源、氣體減壓閥及壓力表；抽真空系統(tǒng)包括真空泵、真空表和三通閥門；變壓變溫系統(tǒng)包括電磁圈和真三軸加載裝置；解吸環(huán)境壓力控制系統(tǒng)包括壓力緩沖罐、維壓容器、活塞、活塞桿及伺服電機(jī)；參數(shù)采集與測控系統(tǒng)包括瓦斯壓力傳感器、溫度傳感器和流量計(jì)。本發(fā)明可以還原煤樣真實(shí)應(yīng)力環(huán)境、真實(shí)溫度條件、控制解吸環(huán)境壓力，計(jì)算機(jī)智能控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測控精準(zhǔn)、測控范圍廣、壓力控制穩(wěn)定、操作智能。更好地研究不同溫度與解吸環(huán)境壓力的瓦斯解吸規(guī)律。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦瓦斯災(zāi)害防治領(lǐng)域，特別涉及一種變壓變溫條件下瓦斯解吸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

煤層瓦斯含量是用來表征煤層氣儲(chǔ)層特征的關(guān)鍵參數(shù)，所以準(zhǔn)確測定煤層瓦斯含量對于煤層氣資源勘探開發(fā)和煤礦瓦斯災(zāi)害防治均具有重要意義。由于煤巖所處煤層的應(yīng)力環(huán)境復(fù)雜，應(yīng)力條件變化較快，導(dǎo)致煤巖的孔裂隙發(fā)生變化，從而導(dǎo)致煤層瓦斯解吸也發(fā)生相應(yīng)的變化，因此需要通過實(shí)驗(yàn)手段了解煤層瓦斯解吸特性，同時(shí)煤巖所處煤層的溫度及解吸過程形成的環(huán)境壓力也會(huì)影響其瓦斯解吸特性。然而目前有關(guān)瓦斯解吸實(shí)驗(yàn)考慮的影響因素較為單一，真三軸加載條件下煤巖瓦斯解吸特性研究較少；實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)只能設(shè)置為某一恒定溫度，未能實(shí)現(xiàn)變溫條件；在解吸環(huán)境壓力上多以常壓靜態(tài)為主，負(fù)壓狀態(tài)考慮較少。還存在著測控精度低，測控范圍小、壓力控制不穩(wěn)定、智能化程度低等問題，從而造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)生偏差。有必要提出一個(gè)由計(jì)算機(jī)精準(zhǔn)控制的智能化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，還原煤巖真實(shí)應(yīng)力條件，研究不同溫度與解吸環(huán)境壓力條件下瓦斯解吸規(guī)律，并且控制實(shí)驗(yàn)向預(yù)想的方向穩(wěn)定進(jìn)行得到瓦斯解吸規(guī)律，從而為瓦斯災(zāi)害防治提供理論依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，而提出的一種變壓變溫條件下瓦斯解吸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案。

一種變壓變溫條件下瓦斯解吸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。包括充氣系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)，變壓變溫系統(tǒng)，解吸環(huán)境壓力控制系統(tǒng)，參數(shù)采集與測控系統(tǒng)。充氣系統(tǒng)包括依次串聯(lián)的高壓氣源和高壓氣源上的氣體減壓閥及壓力表。抽真空系統(tǒng)包括真空泵、真空表和三通閥門，真空泵和真空表依次串聯(lián)后與氣體減壓閥一起接入三通閥門。變壓變溫系統(tǒng)包括電磁圈和真三軸加載裝置，三通閥與手動(dòng)閥一連接插入煤樣中，煤樣正上方插入第一軸進(jìn)油管、第一軸壓油缸，左側(cè)插入第二軸進(jìn)油管一、第二軸壓油缸一，右側(cè)插入第二軸進(jìn)油管二、第二軸壓油缸二，煤樣正后方插入第三軸進(jìn)油管一、第三軸壓油缸一，煤樣正前方插入第三軸進(jìn)油管二、第三軸壓油缸二，構(gòu)成真三軸加載裝置并接入計(jì)算機(jī)中由計(jì)算機(jī)控制；煤樣正下方安裝電磁圈，以便還原煤層真實(shí)溫度環(huán)境。解吸環(huán)境壓力控制系統(tǒng)包括緩沖罐、溫度傳感器二、計(jì)算機(jī)、瓦斯壓力傳感器二、電磁閥三、維壓容器、活塞、伺服電機(jī)。壓力緩沖罐接入維壓容器，溫度傳感器二接入壓力緩沖罐，其數(shù)據(jù)傳入到計(jì)算機(jī)中；電磁閥三的一端也接入到維壓容器，電磁閥三的另一端排空；壓力傳感器二一端連接到計(jì)算機(jī)中，另一端連接伺服電機(jī)，伺服電機(jī)帶動(dòng)活塞桿運(yùn)動(dòng)，使得維壓容器內(nèi)的活塞運(yùn)動(dòng)。參數(shù)采集與測控系統(tǒng)包括瓦斯壓力傳感器一、溫度傳感器一、手動(dòng)閥二、三通一、電磁閥一、電磁閥二、流量計(jì)、三通二、手動(dòng)閥三。瓦斯壓力傳感器一與溫度傳感器一一起并聯(lián)接入煤樣右下方，其數(shù)據(jù)傳入到計(jì)算機(jī)中；煤樣右上方通過手動(dòng)閥二與三通一相連，三通一其余兩端分別連接電磁閥一和電磁閥二，電磁閥二另一端與流量計(jì)相連并接入三通二，電磁閥一、電磁閥二及流量計(jì)的數(shù)據(jù)傳入到計(jì)算機(jī)中；三通二的其余兩端分別連接手動(dòng)閥三和壓力緩沖罐。

優(yōu)選的，所述一種變壓變溫條件下瓦斯解吸實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括：包括充氣系統(tǒng)，抽真空系統(tǒng)，變壓變溫系統(tǒng)，解吸環(huán)境壓力控制系統(tǒng)，參數(shù)采集與測控系統(tǒng)。