[發明專利]一種含瓦斯煤與水混合物持續分離實驗方法

有效

• 申請號: 202010636650.0
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111911129B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 徐宏杰;桑樹勛;楊景芬;劉會虎;曹麗文;黃華州;王海文;劉世奇;劉長江;周效志;賈金龍;王冉;王博文;方澤中
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學;中國礦業大學
• 主分類號: E21B43/34
• 分類號: E21B43/34;E21B47/00;B07B1/04;B01D33/03;B01D33/41
• 代理公司: 合肥東信智谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34143
• 代理人: 聶永旺

一種含瓦斯煤與水混合物持續分離實驗方法，包括進料破碎機；所述分離設備包括倉體，倉體的頂面安裝有密封倉門和進料管，所述倉體的內部頂部安裝有一級篩板，所述一級篩板、二級篩板以及三級篩板的網孔直徑依次減小；所述二級篩板的底部安裝保溫罩，所述保溫罩包括豎板、卸料板以及擋水板，所述保溫罩的內部安裝有保溫泵，所述卸料板的表面嵌入有第二加熱面板，所述擋水板的表面嵌入有第一加熱面板。本發明能夠準確的模擬出實際分離過程，分離工藝、各個動作參數均對實際生產有著極其重要的指導意義，規避了現場施工實驗的危險性，使得煤層氣開采更為簡便、高效。

技術領域

本發明屬于煤層氣開采技術領域，特別涉及一種含瓦斯煤與水混合物持續分離實驗方法。

背景技術

傳統的能源資源已經漸漸不能滿足當前對能源資源的過度消耗，煤層氣的開發利用能夠緩解當前世界能源緊張的狀況。煤層氣的開發利用不但可以大幅降低煤礦瓦斯事故率、減少礦排溫室氣體，還可作為潔凈能源產生巨大的經濟效益，對保障能源安全和降低天然氣對外依存度具有十分重要意義。

構造煤廣泛發育和構造煤煤層氣資源豐富是中國煤與煤層氣資源的顯著特征。采用構造煤原位煤層氣水平井洞穴卸壓開采系統，能夠實現煤層氣的高效連續開發。但是，在開發過程中產生大量的含瓦斯煤、水和氣的混合物，如何實現氣、水、煤的高效、持續和快速分離是構造育原位煤層氣水平井洞穴卸壓開采的重要理論和技術問題。但因構造煤發育區是原位煤層氣開發的禁區，采用原位煤層氣開發技術和方法未見深入的報告，對氣、水、煤的高效、持續和快速分離也未見研究報告，常見兩相或三相混合物分離方法因其具體對象不對均難以實現構造育原位煤層氣水平井洞穴卸壓開采產生的氣、水、煤的高效、持續和快速分離問題。

構造煤發育區通過原位煤層氣水平井洞穴卸壓開采產生大量具有粘度的含瓦斯煤、氣和水的混合流體的高效、持續和快速分離是實現高效采煤、采氣和水資源循環利用的關鍵所在，然而現場作業來確定氣、水混合流體分流方案，存在著諸多阻礙，成本高、危險系數大，無法快速確定具體的分離方案；鑒于此，在實驗室內通過模擬構造煤發育區原位煤層氣水平井洞穴卸壓開采產生大量具有粘度的含瓦斯煤、氣和水的混合流體的有效分離并收集，對于研究構造煤發育區實現原位煤層氣成功開采至關重要，也可為構造煤發育區原位煤層氣水平井洞穴卸壓開采提供重要的理論指導，并對構造煤發育區的煤層氣開發具有重要的理論意義和實際生產指導意義。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，提供了一種含瓦斯煤與水混合物持續分離實驗方法，具體技術方案如下：

一種含瓦斯煤與水混合物持續分離實驗方法，所述實驗方法包括以下步驟：

S1、實驗前預調整：

判斷混合物固相煤粒的粒度，確定各級篩板的目數和傾斜角度，并對各級篩板進行更換調整；

真空泵抽出倉體內的氣體，使得倉體內處于真空狀態；

S2、混合物分離、解吸實驗：

帶有瓦斯煤、水的混合物通過進料管排入至所述倉體內；

一級篩板、二級篩板對所述混合物進行篩分，較大顆粒的煤粒被篩出然后流出至卸料板上，最后排出倉體，而細小煤粒和水向下排出至擋水板和三級篩板所圍的V型集料腔內；在上述動作進行的同時，卸料板外部的第一加熱機構對流經卸料板的煤粒進行加熱，使得煤層氣解吸出；

水穿過三級篩板并通過煤泥水出料管排出倉體，而細小煤粒不斷聚集在集料腔內；在上述聚集的同時，擋水板上的第二加熱機構對集料腔內的煤粒進行加熱，使得煤層氣解吸出；

當細小煤粒堆積到一定高度時，三級篩板向下轉動，使得細小煤粒通過細煤粒出料管排出倉體；

S3、實驗后處理：

上浮至倉體頂部的煤層氣會通過排氣管排出至煤層氣處理罐；