[實用新型]一種用于注氣強(qiáng)化煤層氣開發(fā)的模擬裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920241028.2
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN209603953U
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜志剛;張小東;黃強(qiáng);高富強(qiáng);謝冰;趙進(jìn)東;郭進(jìn)軍;王曉強(qiáng);劉翠然;張坤;田朝森
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽理工學(xué)院
• 主分類號: E21B43/16
• 分類號: E21B43/16;E21B43/26;E21B47/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 周會芝

本實用新型涉及煤層氣開采領(lǐng)域，具體的說是一種用于注氣強(qiáng)化煤層氣開發(fā)的模擬裝置。裝置部分包括煤層模擬系統(tǒng)、注氣系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)系統(tǒng)；煤層模擬系統(tǒng)包括用于容納含裂隙煤樣的箱體、加熱單元、液壓伺服單元及注水單元；注氣系統(tǒng)包括甲烷氣瓶、氮氣氣瓶、二氧化碳?xì)馄俊怏w增壓泵、第一參考缸、第二參考缸、第三參考缸以及配氣罐；第一參考缸、第二參考缸以及第三參考缸的進(jìn)口均通過氣體增壓泵分別與甲烷氣瓶、氮氣氣瓶以及二氧化碳?xì)馄康某隹谙噙B，配氣罐的進(jìn)口通過氣體增壓泵與氮氣氣瓶和二氧化碳?xì)馄康某隹谙噙B，第一參考缸、第二參考缸、第三參考缸以及配氣罐的出口均與箱體進(jìn)口相連。本實用新型可為煤層氣資源的高效開發(fā)提供技術(shù)支撐。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及煤層氣開采領(lǐng)域，具體的說是一種用于注氣強(qiáng)化煤層氣開發(fā)的模擬裝置。

背景技術(shù)

煤層氣作為一種非常規(guī)天然氣，目前在世界范圍內(nèi)已大面積開采，我國煤層氣資源豐富，2000米以淺煤層氣資源量達(dá)36.81×10¹² m³,，其開發(fā)利用可以有效解決我國常規(guī)天然氣市場供應(yīng)量不足這一局面。

然而，我國煤儲層具有“低壓、低飽和、低含氣量”的特征，儲層降壓困難，氣體臨界解吸壓力低、氣體解吸困難，由此造成我國煤層氣開發(fā)效率低下，嚴(yán)重制約了我國煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為了提高煤層氣資源采收率，常采取儲層改造和增產(chǎn)措施，以提高煤層氣抽采效果。傳統(tǒng)的儲層改造工藝技術(shù)主要包括水力壓裂、水力沖孔、水力割縫、保護(hù)層卸壓等。其中，向原位煤層注入二氧化碳或氮氣，置換驅(qū)替甲烷提高煤層氣資源采收率，作為一項新的工藝技術(shù)手段，目前尚處于理論研究和先導(dǎo)性試驗階段。針對不同地質(zhì)條件下注氣強(qiáng)化煤層開發(fā)時的注氣壓力、注氣方式等關(guān)鍵科學(xué)問題認(rèn)識不清，限制了該工藝的工程應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容

本實用新型旨在提供一種用于注氣強(qiáng)化煤層氣開發(fā)的模擬裝置，以期為注氣強(qiáng)化煤層氣開發(fā)提供一種實驗裝置，提高注氣強(qiáng)化煤層氣工藝技術(shù)的實施，為煤層氣資源的高效開發(fā)提供技術(shù)支撐。

為了解決以上技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為：一種用于注氣強(qiáng)化煤層氣開發(fā)的模擬裝置，包括煤層模擬系統(tǒng)、注氣系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)系統(tǒng)；

煤層模擬系統(tǒng)包括用于容納含裂隙煤樣的箱體、用于加熱含裂隙煤樣的加熱單元、用于向含裂隙煤樣施加載荷的液壓伺服單元以及用于向含裂隙煤樣注水的注水單元；

注氣系統(tǒng)包括甲烷氣瓶、氮氣氣瓶、二氧化碳?xì)馄俊怏w增壓泵、用于容納增壓甲烷的第一參考缸、用于容納增壓氮氣的第二參考缸、用于容納增壓二氧化碳的第三參考缸以及用于容納增壓氮氣和增壓二氧化碳混合氣的配氣罐；第一參考缸、第二參考缸以及第三參考缸的進(jìn)口均通過氣體增壓泵分別與甲烷氣瓶、氮氣氣瓶以及二氧化碳?xì)馄康某隹谙噙B，配氣罐的進(jìn)口通過氣體增壓泵與氮氣氣瓶和二氧化碳?xì)馄康某隹谙噙B，第一參考缸、第二參考缸、第三參考缸以及配氣罐的出口均與箱體進(jìn)口相連；

數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集箱和計算機(jī)，數(shù)據(jù)采集箱用于收集箱體進(jìn)出口位置氣體的流量和壓力數(shù)據(jù)，計算機(jī)與數(shù)據(jù)采集箱相連并用于根據(jù)流量和壓力數(shù)據(jù)以繪制驅(qū)替含裂隙煤樣中甲烷氣體的氣體流量曲線。

優(yōu)選的，加熱單元為設(shè)置在箱體上的第一電加熱器；液壓伺服單元包括設(shè)置在箱體端部的軸壓加載器、設(shè)置在箱體外周的圍壓加載器以及與軸壓加載器和圍壓加載器相連的油壓泵；注水單元包括水箱以及連接在水箱和箱體之間的高壓水泵。

優(yōu)選的，箱體的進(jìn)口管路上設(shè)有第八控制閥門，箱體的出口管路上沿相背于箱體的方向依次設(shè)有出氣端閥門、第三氣體壓力表以及第三氣體流量計；在油壓泵的出口端還設(shè)有用于控制油壓泵分別向軸壓加載器和圍壓加載器輸出的油壓管線閥門；在高壓水泵和箱體之間的的連接管路上依次設(shè)有注水管線閥門和注水流量計。