[發(fā)明專利]低滲煤層氣微波-液氮循環(huán)凍融促解增滲實(shí)驗(yàn)裝置及方法

在審

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• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110823757A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊新樂;姜濤;蘇暢;李惟慷;徒君;王亞鵬;鞏天白;姜亮
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01N7/16
• 分類號: G01N7/16;G01N7/00;G01N25/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種低滲煤層氣微波-液氮循環(huán)凍融促解增滲實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括試樣三軸加載裝置、液氮制冷系統(tǒng)、微波加熱裝置、溫度檢測裝置和氣體測量裝置，所述試樣三軸加載裝置通過其上的液氮注入外接口與液氮制冷系統(tǒng)相連，試驗(yàn)三軸加載裝置通過其上的溫度測量孔與溫度檢測裝置相連，試驗(yàn)三軸加載裝置通過套筒與微波加熱裝置相連，試驗(yàn)三軸加載裝置通過其上的出氣外接口與氣體測量裝置相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲煤層氣微波-液氮循環(huán)凍融促解增滲實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述的試樣三軸加載裝置包括三軸儀、軸圍壓控制系統(tǒng)和孔隙壓控制系統(tǒng)；所述三軸儀包括上壓頭、下壓頭、上壓蓋、下壓蓋、上壓帽、下壓帽、套筒、擋板、底座和內(nèi)筒，所述上壓帽為“倒凹字”型，且中心設(shè)有貫通孔Ⅰ，下壓帽為“凹字”型，且中心設(shè)有貫通孔Ⅱ，套筒上端和下端均設(shè)有外螺紋，分別與上壓帽、下壓帽內(nèi)螺紋連接，上壓帽的貫通孔Ⅰ內(nèi)安裝有上壓蓋，且上壓蓋的凸臺端面與上壓帽的孔底端面貼合，下壓帽內(nèi)安裝有底座，且底座的第一圓柱段貫穿下壓帽的貫通孔Ⅱ設(shè)置，且與第一圓柱段連接的第二圓柱段端面與下壓帽內(nèi)表面貼合時，第三圓柱段與下壓帽的內(nèi)表面之間設(shè)置有間隙，在下壓帽的小直徑臺階面上安裝有擋板，且擋板的上表面與套筒的下端面平齊，且擋板的中心孔內(nèi)表面與底座上側(cè)第四圓柱段配合，擋板內(nèi)表面、外表面分別與底座上側(cè)第四圓柱段外表面、下壓帽小直徑臺階處的內(nèi)表面緊密貼合，套筒內(nèi)壁設(shè)置有內(nèi)筒，套筒內(nèi)壁與內(nèi)筒外壁緊密貼合，所述內(nèi)筒上表面、下表面分別與上壓蓋下表面、擋板上表面緊密貼合，上壓蓋的小直徑孔內(nèi)安裝有上壓頭，底座的中心處的盲孔內(nèi)安裝有下壓頭，在下壓頭與上壓頭之間安裝有試樣，試驗(yàn)一端開設(shè)有測量孔，所述上壓頭、試樣及下壓頭外表面套設(shè)有熱縮管，熱縮管的頂端通過上壓頭上螺接的錐形環(huán)壓緊，底端通過下壓頭上螺接的錐形環(huán)壓緊，所述套筒一側(cè)設(shè)置有開口，所述上壓蓋上分別開設(shè)有壓蓋測量孔、液氮注入外接口、孔隙壓外接口、圍壓外接口，所述液氮注入外接口和孔隙壓外接口以壓蓋測量孔為對稱中心對稱設(shè)置，且孔隙壓外接口較圍壓外接口靠近壓蓋測量孔設(shè)置，所述上壓頭中心處設(shè)置有壓頭測量孔，所述下壓頭中心處開設(shè)有壓頭出氣孔，所述底座中心處開設(shè)有底座出氣外接孔，所述下壓帽邊緣處開設(shè)有軸壓外接口。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低滲煤層氣微波-液氮循環(huán)凍融促解增滲實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述軸圍壓控制系統(tǒng)包括惰性氣瓶、惰性氣瓶調(diào)節(jié)閥、圍壓六通調(diào)節(jié)閥、軸壓六通調(diào)節(jié)閥、圍壓壓力表、軸壓壓力表，所述惰性氣瓶出口端通過惰性氣瓶調(diào)節(jié)閥與圍壓六通調(diào)節(jié)閥的第一通路連通，圍壓六通調(diào)節(jié)閥的第三通路與圍壓壓力表連接，圍壓六通調(diào)節(jié)閥的第四通路通過管線與圍壓外接口連接，圍壓六通調(diào)節(jié)閥的第五通路通過管線與軸壓六通調(diào)節(jié)閥第一通路連通，軸壓六通調(diào)節(jié)閥的第三通路通過管線與軸壓壓力表連接，軸壓六通調(diào)節(jié)閥的第四通路通過管線與軸壓外接口連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低滲煤層氣微波-液氮循環(huán)凍融促解增滲實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述孔隙壓控制系統(tǒng)包括孔隙壓壓力表、孔隙壓六通調(diào)節(jié)閥、穩(wěn)壓氣瓶調(diào)節(jié)閥、穩(wěn)壓氣瓶、甲烷氣瓶調(diào)節(jié)閥和甲烷氣瓶；所述穩(wěn)壓氣瓶通過穩(wěn)壓氣瓶調(diào)節(jié)閥及管線與孔隙六通調(diào)節(jié)閥的第六通路連接，甲烷氣瓶通過甲烷氣瓶調(diào)節(jié)閥及管線與孔隙六通調(diào)節(jié)閥的第一通路連接，孔隙六通調(diào)節(jié)閥的第三通路通過管線與孔隙壓壓力表相連，孔隙六通調(diào)節(jié)閥的第四通路通過管線與孔隙壓外接口連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低滲煤層氣微波-液氮循環(huán)凍融促解增滲實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述套筒為金屬材料，套筒上的開口為矩形開口，矩形開口截面長、寬均大于波導(dǎo)管截面外表面長、寬，且小于2mm；所述內(nèi)筒為透波材料，具有一定機(jī)械強(qiáng)度，且具有一定厚度，保證能承受5MPa的壓力，耐溫不低于200℃。