[發明專利]一種煤巖視密度測量裝置和測量方法

在審

• 申請號: 202210629490.6
• 申請日: 2022-06-01
• 公開（公告）號: CN115015035A
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 朱學光;胡雄;侯厶靖;馬良;徐博瑞;王楠;成前輝;魏振吉;李春虎;袁樸;王鑫;蔣朝;馬莉麗;熊瓊姣;楊箏;陳夢希
• 申請（專利權）人: 中聯煤層氣國家工程研究中心有限責任公司
• 主分類號: G01N9/02
• 分類號: G01N9/02
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝

本發明公開了一種煤巖視密度測量裝置和測量方法。該裝置包括：樣品室、參考室、壓力計量單元、氣源、進氣閥和平衡閥；氣源通過進氣閥連接參考室；參考室通過平衡閥連通樣品室；壓力計量單元用于測量測量裝置內填充氣體的壓力。本發明的測試裝置可精確測量出煤巖樣品的外表面體積，然后通過密度公式計算得到煤巖樣品的視密度，而且測試裝置操作簡單，測試過程相對容易，無需對煤巖樣品進行蠟封等繁瑣操作，過程快速高效，計算結果精確可靠，有效降低了人員水平對測試結果的影響。

技術領域

本發明涉及煤、砂巖、泥巖等儲層固體礦物視密度的測試技術領域，特別涉及一種煤巖視密度測量裝置和一種煤巖視密度測量方法。

背景技術

煤巖的視密度是表征煤物理特性的一項重要指標，其可以反映煤巖內部的組成結構狀態和力學性質，且煤巖的視密度還是計算煤層儲量的重要參數之一。在儲煤倉的設計中、在洗精煤的運輸、磨細、燃燒過程中的計算問題都要用煤巖的視密度。目前，煤巖的視密度測試方法有GB/T 6949-2010煤的視相對密度測定方法、MT/T 1027-2006煤芯煤樣視相對密度測定。但是，利用密度瓶稱重的方法計算煤巖的視相對密度，操作步驟相對繁瑣，對環境溫度和檢測人員的技能要求都較高。因此，需要開發一種實現煤巖視密度快速簡便測量的方案。

發明內容

鑒于現有技術煤巖視密度測量相對復雜繁瑣、對環境溫度和人員水平要求高的問題，提出了本申請的一種煤巖視密度測量裝置和測量方法，以便克服上述問題。

為了實現上述目的，本申請采用了如下技術方案：

依據本申請的一個方面，提供了一種煤巖視密度測量裝置，該裝置包括：樣品室、參考室、壓力計量單元、氣源、進氣閥和平衡閥；

氣源通過進氣閥連接參考室；

參考室通過平衡閥連通樣品室；

壓力計量單元用于測量測量裝置內填充氣體的壓力。

可選地，該裝置還包括放空閥，放空閥用于為測量裝置放空。

可選地，放空閥連接于樣品室，或者連接于樣品室與參考室之間的連接管路。

可選地，樣品室的材質為透明材質。

依據本申請的另一個方面，提供了一種利用上述任一項測量裝置進行的煤巖視密度測量方法，該方法包括：

步驟一：制備煤巖樣品，測量煤巖樣品的質量m；

步驟二：向測量裝置的樣品室中加入適量液體，并向參考室中通入定量氣體，通過讀取平衡閥打開前后所述壓力計量單元測出的壓力值，利用波義爾定律測量此時測量裝置內的自由體積V2；

步驟三：向測量裝置的樣品室中繼續加入煤巖樣品，使煤巖樣品被液體浸沒，向參考室中通入定量氣體，利用波義耳定律計算裝入煤巖樣品后測量裝置內的自由體積V3；

步驟四：計算煤巖樣品的體積V＝V2-V3，進而計算煤巖樣品的煤巖視密度ρ＝m/V。

可選地，

步驟二具體包括：向測量裝置的樣品室中加入適量液體，并向參考室中通入定量氣體，保持平衡閥關閉，記錄此時所述壓力計量單元測出的壓力值P1；打開平衡閥，待參考室與樣品室內的氣體平衡后，記錄此時所述壓力計量單元測出的壓力值P2，根據波義爾定律，此時測量裝置內的自由體積V2＝P1*V1/P2，其中，V1為參考室的體積；

步驟三具體包括：向測量裝置的樣品室中繼續加入煤巖樣品，使煤巖樣品被液體浸沒，向參考室中通入定量氣體，保持平衡閥關閉，記錄此時所述壓力計量單元測出的壓力值P3；打開平衡閥，待參考室與樣品室內的氣體平衡后，記錄此時所述壓力計量單元測出的壓力值P4，根據波義爾定律，此時測量裝置內的自由體積V3＝P3*V1/P4，其中，V1為參考室的體積。