專利名稱：不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于煤層氣開發(fā)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小測試裝置。
背景技術(shù)：
煤層氣主要是以吸附狀態(tài)儲(chǔ)層在煤儲(chǔ)層中，要把賦存在煤儲(chǔ)層中的氣體開采出來，一定的資源量是進(jìn)行煤層氣開采的基礎(chǔ)，不同發(fā)育形態(tài)的裂縫系統(tǒng)是連接氣體賦存空間與外部環(huán)境的重要紐帶，為了提高煤層氣的采收率，國內(nèi)外研究者采用了不同的壓裂工藝技術(shù)對煤儲(chǔ)層的裂隙系統(tǒng)進(jìn)行了改造，一定程度上使煤層氣井獲得了一定的產(chǎn)能。對于含氣量大致相同的地區(qū)，采用大致相同的儲(chǔ)層改造工藝技術(shù)，有的煤層氣垂直井產(chǎn)氣量很高，甚至達(dá)到IOOOOmVd以上，有的煤層氣垂直井產(chǎn)氣量很低，甚至幾乎不產(chǎn)氣。這些井除了地質(zhì)因素對產(chǎn)氣有影響外，最重要的煤儲(chǔ)層原始裂隙發(fā)育程度和改造后裂隙發(fā)育程度不同，導(dǎo)致了產(chǎn)氣量的差異性。為了獲得不同裂縫系統(tǒng)對煤儲(chǔ)層采收率的影響，國內(nèi)外學(xué)者基于彈塑性理論建立流固耦合方程進(jìn)行計(jì)算分析、有限元或有限查分法進(jìn)行數(shù)值模擬等方法進(jìn)行了研究。彈塑性理論未能充分的反應(yīng)地質(zhì)與工程因素對孔裂隙度與滲透性的相互影響，對于同種孔裂隙度下滲透性的差異性研究存在較大缺陷；而數(shù)值模擬方法與歷史擬合法需要結(jié)合大量的儲(chǔ)層地質(zhì)屬性資料與排采數(shù)據(jù) ，但地質(zhì)資料的搜集往往不完整且較不準(zhǔn)確，模擬參數(shù)需要較多的人為調(diào)整，所得結(jié)果難以滿足客觀性與準(zhǔn)確性。不同的儲(chǔ)層壓力、不同的含氣量條件下，不同裂隙發(fā)育程度的煤儲(chǔ)層，產(chǎn)氣量的貢獻(xiàn)到底多大？目前不能給出較正確的回答。這些問題的不明確，導(dǎo)致什么樣的儲(chǔ)層原始裂隙發(fā)育需要什么樣的儲(chǔ)層改造工藝技術(shù)？儲(chǔ)層改造到什么程度才能使產(chǎn)氣量最佳等一系列問題一直困擾著人們，這些都導(dǎo)致了儲(chǔ)層改造工藝技術(shù)的盲目性，進(jìn)而影響著煤層氣井的產(chǎn)氣量。如何針對不同的儲(chǔ)層含氣量、裂隙發(fā)育程度、不同的排采壓力下導(dǎo)致的產(chǎn)氣量貢獻(xiàn)能力的不同，是明確煤層氣井排采時(shí)采收率差異性，也是有的放矢的實(shí)施煤層氣壓裂排采工程，減少工程投資風(fēng)險(xiǎn)的重要保證。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小測試裝置。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小測試裝置，包括煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)、儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)、產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)，煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)的氣體出口與儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)的出氣口與產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)、儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)、產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)分別通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。[0007]所述煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)包括高壓氣瓶1、氣體壓縮機(jī)3、第一高壓軟管2、第二高壓軟管2a、第三高壓軟管2b、高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5和煤樣缸7，高壓氣瓶I的出口通過第一高壓軟管2與高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5的進(jìn)口連接，氣體壓縮機(jī)3的出口連接在第一高壓軟管2上，第一高壓軟管2上設(shè)有第一閥門4和第一壓力傳感器6,高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5內(nèi)設(shè)有第二壓力傳感器6A，高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5的出口通過第二高壓軟管2a與煤樣缸7的進(jìn)口連接，第二高壓軟管2a上設(shè)有第二閥門4a和第三壓力傳感器6a，煤樣缸7內(nèi)設(shè)有第四壓力傳感器6B，第三高壓軟管2b的進(jìn)口和出口分別與煤樣缸7的出口和儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，第三高壓軟管2b上沿氣流方向依次設(shè)有第三閥門4b、第一 PID閥11、第五壓力傳感器6b和第一流量計(jì)8，第一壓力傳感器6、第二壓力傳感器6A、第三壓力傳感器6a、第四壓力傳感器6B、第五壓力傳感器6b、第一 PID閥11和第一流量計(jì)8通過所述數(shù)據(jù)線分別與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。所述儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)包括均壓氣缸9、均布在均壓氣缸9周圍的三組圍壓裂隙模擬器，每組圍壓裂隙模擬器均包括煤樣模具18、第四高壓軟管2c、鋼架10、夾持器12、圍壓泵16和壓力感應(yīng)片15，第三高壓軟管2b的出口與均壓氣缸9的頂部中央連接，鋼架10固定連接在均壓氣缸9上，煤樣模具18設(shè)在鋼架10內(nèi)，夾持器12夾持鋼架10外部，第四高壓軟管2c兩端分別與均壓氣缸9和煤樣模具18連接，第四高壓軟管2c上設(shè)有第二 PID閥Ila和第四閥門4c，壓力感應(yīng)片15設(shè)在煤樣模具18當(dāng)中，圍壓泵16與煤樣模具18連接，第二 PID閥lla、16和壓力感應(yīng)片15通過所述數(shù)據(jù)線分別與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。所述產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)包括與煤樣模具18的出口連接的第五高壓軟管2d、與第五高壓軟管2d的出氣口連接的氣囊13以及與第五高壓軟管2d連接的真空泵17，第五高壓軟管2d上設(shè)有第六壓力傳感器6c和第二流量計(jì)8a，真空泵17、第六壓力傳感器6c和第二流量計(jì)8a通過所述數(shù)據(jù)線分別與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。所述數(shù)據(jù)顯示控 制系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)14。采用上述技術(shù)方案，煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)主要是對不同煤體、不同壓力下儲(chǔ)層含氣量、解吸時(shí)氣體壓力與流量變化進(jìn)行模擬測試。儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)主要是對相同初始壓力、不同儲(chǔ)層圍壓下，氣體流通過模具制作的不同形態(tài)煤巖裂縫(主要是橫向密集度與縱向的長度不同組合)時(shí)的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，模擬不同裂縫形態(tài)下產(chǎn)氣路徑選擇及壓力變化。產(chǎn)氣動(dòng)力模擬與滲透性測試系統(tǒng)主要是對排采時(shí)裂縫中的氣體壓力進(jìn)行監(jiān)控，并收集運(yùn)移出的氣體。數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)主要是對裝置中動(dòng)力部分、監(jiān)測部分進(jìn)行相連以實(shí)時(shí)操控并進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。本實(shí)用新型針對目前煤儲(chǔ)層含氣量相同或不同、儲(chǔ)層壓力相同或不同條件下煤儲(chǔ)層裂隙發(fā)育程度不同引起的產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小無法準(zhǔn)確判斷的問題，導(dǎo)致儲(chǔ)層改造工藝、排采工藝技術(shù)盲目性，大大增加了工程投資的問題，充分考慮煤儲(chǔ)層特點(diǎn)和煤層氣井的排采特點(diǎn)，研制出一種不同裂隙發(fā)育程度煤儲(chǔ)層產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小測試系統(tǒng)，得出不同裂隙發(fā)育程度煤層的產(chǎn)氣貢獻(xiàn)，以便為儲(chǔ)層改造泵注參數(shù)、排采工作制度提供理論指導(dǎo)。本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測排采過程中相同或不同煤儲(chǔ)層含氣量條件下不同裂隙發(fā)育程度、裂隙形態(tài)煤的產(chǎn)氣量大小，以便為儲(chǔ)層改造泵注參數(shù)、排采工作制度提供理論指導(dǎo)。本實(shí)用新型綜合考慮不同含氣量、解吸初始壓力、圍壓、抽采動(dòng)力、裂隙發(fā)育程度對相同孔隙度煤巖產(chǎn)出氣量的影響并進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，以便更好的了解這些參數(shù)對相同孔裂隙度煤巖產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力的影響程度。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小測試裝置，包括煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)、儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)、產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)，煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)的氣體出口與儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)的出氣口與產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)、儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)、產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)分別通過數(shù)據(jù)線19與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)。煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)包括高壓氣瓶1、氣體壓縮機(jī)3、第一高壓軟管2、第二高壓軟管2a、第三高壓軟管2b、高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5和煤樣缸7，高壓氣瓶I的出口通過第一高壓軟管2與高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5的進(jìn)口連接，氣體壓縮機(jī)3的出口連接在第一高壓軟管2上，第一高壓軟管2上設(shè)有第一閥門4和第一壓力傳感器6,高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5內(nèi)設(shè)有第二壓力傳感器6A，高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5的出口通過第二高壓軟管2a與煤樣缸7的進(jìn)口連接，第二高壓軟管2a上設(shè)有第二閥門4a和第三壓力傳感器6a，煤樣缸7內(nèi)設(shè)有第四壓力傳感器6B，第三高壓軟管2b的進(jìn)口和出口分別與煤樣缸7的出口和儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，第三高壓軟管2b上沿氣流方向依次設(shè)有第三閥門4b、第一 PID閥11、第五壓力傳感器6b和第一流量計(jì)8，第一壓力傳感器6、第二壓力傳感器6A、第三壓力傳感器6a、第四壓力傳感器6B、第五壓力傳感器6b、第一 PID閥11和第一流量計(jì)8通過所述數(shù)據(jù)線19分別與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)主要是模擬不同儲(chǔ)層壓力下、不同變質(zhì)程度的煤中含氣量。通過高壓氣瓶I與氣體壓縮機(jī)3的氣體進(jìn)入高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5，通過平衡高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5與煤樣缸7中的壓力，并實(shí)施`記錄，得出蘭氏體積和蘭氏壓力，通過這兩個(gè)參數(shù)，設(shè)置煤樣缸7中的壓力，從而得出煤樣缸7中吸附的氣體量。高壓氣瓶I主要提供標(biāo)準(zhǔn)缸中平衡氣體及提供煤樣缸7中吸附氣；高壓氣瓶I中的氣體可以是CO2、也可以是CH4氣體(最好是CH4氣體)。氣體壓縮機(jī)3主要是當(dāng)高壓氣瓶I中的壓力不夠時(shí)提供壓力，以滿足實(shí)驗(yàn)要求。第一高壓軟管2主要用來輸送氣體。高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5主要用來平衡氣體。煤樣缸7用來裝煤樣，并通過與高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5平衡，得出蘭氏體積和蘭氏壓力，以及煤樣缸7的吸附氣量。平衡吸附管路由第二高壓軟管2a、標(biāo)準(zhǔn)高壓氣缸5(容積擬為30cmX30cmX30cm)、第三壓力傳感器6a、第二閥門4a、煤樣缸7 (容積為30cmX30cmX30cm，同煤樣大小，且缸體上這只有第四壓力傳感器6B)組成；高壓氣體由第一高壓軟管2注入到高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5，由第一壓力傳感器6監(jiān)控壓力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，當(dāng)壓力滿足時(shí)，關(guān)閉第一閥門4，打開第二閥門4a，煤樣缸7與高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5連通開始吸附，根據(jù)等溫吸附原理測試煤樣的蘭氏體積
和蘭氏壓力1|;根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，選取不同的壓力點(diǎn)，待吸附平衡，關(guān)閉第二閥門4a，由第三壓力傳感器6a記錄吸附平衡壓力，根據(jù)第一壓力傳感器6與第三壓力傳感器6a的記錄，結(jié)合高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸5與煤樣缸7體積，假設(shè)氣體全部吸附，由計(jì)算機(jī)計(jì)算出不同壓力下的煤巖吸附量。解吸注入管路由第三高壓軟管2b、第三閥門4b、第一 PID閥11 (PID閥門能實(shí)現(xiàn)設(shè)置壓差，來控制閥門打開與關(guān)閉，壓差值可根據(jù)具體情況自由設(shè)定，壓差可從0.0lMPa IOMPa不等，PID閥門可滿足IOMPa以下的壓力)、第五壓力傳感器6b、第一流量計(jì)8組成；根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求通過第一 PID閥11設(shè)置解吸初始壓力，打開第三閥門4b，氣體注入到均壓氣缸9，由均壓氣缸9進(jìn)入裂縫模擬系統(tǒng)。氣體流量通過由第五壓力傳感器6b與第一流量計(jì)8實(shí)時(shí)監(jiān)測壓力與含氣量的變化。儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)包括均壓氣缸9、均布在均壓氣缸9周圍的三組圍壓裂隙模擬器，每組圍壓裂隙模擬器均包括煤樣模具18、第四高壓軟管2c、鋼架10、夾持器12、圍壓泵16和壓力感應(yīng)片15，第三高壓軟管2b的出口與均壓氣缸9的頂部中央連接，鋼架10固定連接在均壓氣缸9上，煤樣模具18設(shè)在鋼架10內(nèi)，夾持器12夾持鋼架10外部，第四高壓軟管2c兩端分別與均壓氣缸9和煤樣模具18連接，第四高壓軟管2c上設(shè)有第二 PID閥Ila和第四閥門4c，壓力感應(yīng)片15設(shè)在煤樣模具18當(dāng)中，圍壓泵16與煤樣模具18連接，第二PID閥lla、16和壓力感應(yīng)片15通過所述數(shù)據(jù)線19分別與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)主要是通過煤樣模具18來模擬不同裂隙發(fā)育程度的煤儲(chǔ)層。煤樣模具18主要用來模擬不同煤儲(chǔ)層裂隙。煤樣模具18可以采用金屬材料，也可以采用其他材料制作好不同裂隙密集度、長度、寬度等不同的模具后，用煤粉填充制作而成。裂隙邊緣均布置壓力感應(yīng)片15，均壓氣缸9用來把氣體分壓到三條管路中，由容積為R20CmXH20Cm的圓柱體組成。鋼架10主要起固定煤樣模具18、夾持器12的作用。夾持器12主要用來放置制作的裂縫煤樣模具18，并提供圍壓模擬儲(chǔ)層裂縫。圍壓泵16主要提供圍壓，用來模擬煤儲(chǔ)層壓力。壓力感應(yīng)片15用來實(shí)時(shí)記錄壓力的變化。圓柱體的均壓氣缸9頂部中心與第三高壓軟管2b相連，邊緣處相連三條相鄰管路角度均為120度的第四高壓軟管2c ;三條管路2c均依次連接著第四閥門4c、第二 PID閥Ila ;夾持器12中放入制作的·不同形態(tài)的裂縫煤樣模具18，模擬研究不同形態(tài)裂縫對產(chǎn)氣貢獻(xiàn)的影響，并與圍壓泵16相連。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)定三個(gè)圍壓泵16的功率，模擬研究圍壓的不同對裂縫系統(tǒng)產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力的影響，設(shè)定第二 PID閥11a，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求使其差值相同以模擬儲(chǔ)層氣體運(yùn)移至不同裂縫系統(tǒng)時(shí)相同的初始壓力。氣體由第三高壓軟管2b注入，待均壓氣缸9各處氣壓穩(wěn)定，同時(shí)打開三個(gè)第四閥門4c,氣體流入裂縫煤樣模具18中,煤樣模具18中布置壓力感應(yīng)片15以記錄流入氣體壓力變化。產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)包括與煤樣模具18的出口連接的第五高壓軟管2d、與第五高壓軟管2d的出氣口連接的氣囊13以及與第五高壓軟管2d連接的真空泵17，第五高壓軟管2d上設(shè)有第六壓力傳感器6c和第二流量計(jì)8a，真空泵17、第六壓力傳感器6c和第二流量計(jì)8a通過所述數(shù)據(jù)線19分別與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。產(chǎn)氣動(dòng)力模擬與滲透性測試系統(tǒng)主要是模擬儲(chǔ)層氣體運(yùn)移動(dòng)力及進(jìn)行不同裂縫煤體的滲透性測試。主要由與裂縫模擬系統(tǒng)中夾持器相連的三條氣壓管路組成。每條氣壓管路均由第五高壓軟管2d、氣囊13、第二流量計(jì)8a、第六壓力傳感器6c、真空泵17組成。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)置這三條管路中的真空泵功率，提供負(fù)壓模擬產(chǎn)氣動(dòng)力。通過第六壓力傳感器6c和第二流量計(jì)8a計(jì)量氣體不同管路氣體產(chǎn)出量及壓力值，結(jié)合第三高壓氣管2b中第五壓力傳感器6b，通過計(jì)算機(jī)14計(jì)算得出各個(gè)管路中的滲透性，產(chǎn)出氣體通過氣囊13收集。數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)14。數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)主要利用計(jì)算機(jī)14通過數(shù)據(jù)線19與各個(gè)系統(tǒng)中的動(dòng)力裝置及計(jì)量器相連，監(jiān)控整個(gè)實(shí)驗(yàn)，控制泵注功率、記錄實(shí)驗(yàn)中壓力與流量變化并對吸附氣量、滲透性等進(jìn)行計(jì)算。本實(shí)用新型具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:(I)煤樣采集與不同裂縫煤樣制備根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，采集測試區(qū)儲(chǔ)層煤樣，切割制作規(guī)格30CmX30CmX30Cm的吸附煤樣；將煤塊磨成煤粉，通過模具膠結(jié)制作孔隙度相同的不同裂縫煤樣模具18。(2)氣密性檢查依照圖1連接各裝置與管路，向各系統(tǒng)注入少量氣體，檢查裝置氣密性。(3)實(shí)驗(yàn)分組根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行分組分步實(shí)驗(yàn)，擬分為如下兩組:①不同裂縫形態(tài)煤樣實(shí)驗(yàn)分組依據(jù)測試區(qū)制 作的不同裂縫形態(tài)煤樣依據(jù)橫向與縱向截面裂縫形態(tài)的差異進(jìn)行分組；設(shè)置氣體壓縮機(jī)3的功率；設(shè)置三條第四高壓氣管2c中第二 PID閥Ila和圍壓泵16功率，使第二 PID閥Ila開啟條件與圍壓泵16率相同；設(shè)置三條第四高壓氣管2d中真空泵17功率，使三個(gè)真空泵17功率相同。分組研究相同含氣量、解吸初始壓力、圍壓、抽采動(dòng)力下不同裂縫形態(tài)對煤樣產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力的影響。依照上述步驟重新設(shè)定，進(jìn)行不同裂縫形態(tài)下另一組相同含氣量、解吸初始壓力、圍壓、抽采動(dòng)力，進(jìn)行對比試驗(yàn)。②相同裂縫形態(tài)煤樣實(shí)驗(yàn)分組將測試區(qū)煤塊制作為相同裂縫形態(tài)煤樣，設(shè)置不同的氣體壓縮機(jī)3、圍壓泵16、真空泵17功率與第二 PID閥11a。分組研究不同含氣量、解吸初始壓力、圍壓、抽采動(dòng)力對相同裂縫形態(tài)煤樣產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力的影響。制作另一組相同裂縫形態(tài)煤樣，依照上述不走改變含氣量、解吸初始壓力、圍壓、抽采動(dòng)力，進(jìn)行對比試驗(yàn)。(4)實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)收集對以上所分各組，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；通過計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)記錄各組實(shí)驗(yàn)中的動(dòng)力裝置功率、壓力、流量值。(5)數(shù)據(jù)整理與耦合分析對各組實(shí)驗(yàn)測得功率、壓力、流量值進(jìn)行計(jì)算，獲取不同裂縫形態(tài)煤樣滲透率；結(jié)合各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，耦合得出不同裂縫形態(tài)對煤樣產(chǎn)氣貢獻(xiàn)的影響，得出相同或不同裂縫形態(tài)、相同或不同含氣量、解吸初始壓力、圍壓、抽采動(dòng)力對煤巖產(chǎn)氣貢獻(xiàn)的大小。
權(quán)利要求1.不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小測試裝置，其特征在于:包括煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)、儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)、產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)，煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)的氣體出口與儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)的出氣口與產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)、儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)、產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)分別通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小測試裝置，其特征在于:所述煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)包括高壓氣瓶(I)、氣體壓縮機(jī)(3)、第一高壓軟管(2)、第二高壓軟管(2a)、第三高壓軟管(2b )、高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸(5 )和煤樣缸(7 )，高壓氣瓶(I)的出口通過第一高壓軟管(2 )與高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸(5 )的進(jìn)口連接，氣體壓縮機(jī)(3 )的出口連接在第一高壓軟管(2)上，第一高壓軟管(2)上設(shè)有第一閥門(4)和第一壓力傳感器(6)，高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸(5)內(nèi)設(shè)有第二壓力傳感器(6A)，高壓氣體標(biāo)準(zhǔn)缸(5)的出口通過第二高壓軟管(2a)與煤樣缸(7)的進(jìn)口連接，第二高壓軟管(2a)上設(shè)有第二閥門(4a)和第三壓力傳感器(6a)，煤樣缸(7)內(nèi)設(shè)有第四壓力傳感器(6B)，第三高壓軟管(2b)的進(jìn)口和出口分別與煤樣缸(7 )的出口和儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，第三高壓軟管(2b )上沿氣流方向依次設(shè)有第三閥門(4b)、第一 PID閥(11)、第五壓力傳感器(6b)和第一流量計(jì)(8)，第一壓力傳感器(6)、第二壓力傳感器(6A)、第三壓力傳感器(6a)、第四壓力傳感器(6B)、第五壓力傳感器(6b)、第一 PID閥(11)和第一流量計(jì)(8)通過所述數(shù)據(jù)線分別與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小測試裝置，其特征在于:所述儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)包括均壓氣缸(9)、均布在均壓氣缸(9)周圍的三組圍壓裂隙模擬器，每組圍壓裂隙模擬器均包括煤樣模具(18)、第四高壓軟管(2c)、鋼架(10)、夾持器(12)、圍壓泵(16)和壓力感應(yīng)片(15)，第三高壓軟管(2b)的出口與均壓氣缸(9)的頂部中央連接，鋼架(10)固定連接在均壓氣缸(9)上，煤樣模具(18)設(shè)在鋼架(10)內(nèi)，夾持器(12)夾持鋼架(10 )外部，第四高壓軟管(2c )兩端分別與均壓氣缸(9 )和煤樣模具(18 )連接，第四高壓軟管(2c)上設(shè)有第二 PID閥(Ila)和第四閥門(4c)，壓力感應(yīng)片(15)設(shè)在煤樣模具(18)當(dāng)中，圍壓泵(16)與煤樣模具(18)連接，第二 PID閥(lla)、(16)和壓力感應(yīng)片(15)通過所述數(shù)據(jù)線分別與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小測試裝置，其特征在于:所述產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)包括與煤樣模具(18)的出口連接的第五高壓軟管(2d)、與第五高壓軟管(2d)的出氣口連接的氣囊(13)以及與第五高壓軟管(2d)連接的真空泵(17)，第五高壓軟管(2d)上設(shè)有第六壓力傳感器(6c)和第二流量計(jì)(8a)，真空泵(17)、第六壓力傳感器(6c)和第二流量計(jì)(8a)通過所述數(shù)據(jù)線分別與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小測試裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)(14)。
專利摘要不同裂隙發(fā)育煤層產(chǎn)氣貢獻(xiàn)能力大小測試裝置，包括煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)、儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)、產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)，煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)的氣體出口與儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)的出氣口與產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)的進(jìn)氣口連接，煤儲(chǔ)層含氣量模擬系統(tǒng)、儲(chǔ)層裂縫模擬系統(tǒng)、產(chǎn)氣動(dòng)力模擬滲透性測試系統(tǒng)分別通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)顯示控制系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測排采過程中相同或不同煤儲(chǔ)層含氣量條件下不同裂隙發(fā)育程度、裂隙形態(tài)煤的產(chǎn)氣量大小，以便為儲(chǔ)層改造泵注參數(shù)、排采工作制度提供理論指導(dǎo)。
文檔編號E21B49/00GK203097887SQ201320094858
公開日2013年7月31日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者倪小明, 張崇崇, 呂閏生, 李全中, 胡海洋 申請人:河南理工大學(xué)