(2)將配置好的濃度一定、容量一定的水煤混合物(懸濁液)放入清洗干凈的活塞攪拌容器I的下腔中;
[0042](3)將整個(gè)試驗(yàn)裝置中的連接管線、電源等連接好,打開電源和電氣控制及監(jiān)控系統(tǒng);
[0043](4)在容器19和容器III12中盛滿清水;
[0044](5)打開空壓機(jī)6和液體增壓栗8,打開液體增壓栗8和巖心夾持器5之間的閥門
3-9,向巖心夾持器5的環(huán)空內(nèi)注水加圍壓,圍壓達(dá)到試驗(yàn)設(shè)計(jì)值時(shí)停止增加圍壓;
[0045](6)打開背壓閥14,并設(shè)置為最高工作壓力,設(shè)置平流栗13輸出流量為試驗(yàn)設(shè)計(jì)流量;打開巖心夾持器5進(jìn)口和出口處的閥門3-8和閥門3-11,打開平流栗13和活塞攪拌容器I連通管路上的閥門3-1和閥門3-2,關(guān)閉一個(gè)活塞攪拌容器I上腔入口處的閥門3-5和下腔與巖心夾持器5連通管路上的閥門3-6,打開另一個(gè)活塞攪拌容器I上腔入口處的閥門3-3和下腔與巖心夾持器5連通管路上的閥門3-4,向活塞攪拌容器I上腔注水加壓,開始向巖心夾持器5中注入水煤混合物(懸濁液);試驗(yàn)過程中,當(dāng)活塞攪拌容器I中的水煤混合物(懸濁液)用盡時(shí),關(guān)閉活塞攪拌容器I上腔入口處的閥門3-3和下腔與巖心夾持器5連通管路上的閥門3-4,打開另一個(gè)活塞攪拌容器I上腔入口處的閥門3-5和下腔與巖心夾持器5連通管路上的閥門3-6,繼續(xù)向巖心夾持器5注入水煤混合物(懸濁液);
[0046](7)觀察電磁流量計(jì)16或顯示器上控制軟件中流量值,并對平流栗13進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié),使巖心夾持器5入口處的流量值達(dá)到試驗(yàn)設(shè)定流量;巖心夾持器5出口處放空,為大氣壓,因此,壓力傳感器14測得的壓力值減去大氣壓即為巖心夾持器5入口和出口的壓力差,從巖心夾持器5中流出流體的流量由根據(jù)天平11稱量的容器IIlO中流體的重量換算得到;試驗(yàn)過程中,當(dāng)巖心滲透性發(fā)生變化時(shí),若流量不變,會引起巖心夾持器5入口壓力的變化,此時(shí),通過壓力傳感器14將壓力信息傳遞給平流栗13,并由平流栗13自動調(diào)節(jié)注入壓力,使巖心夾持器5入口處的流量始終保持為定值,流量誤差不超過0.01ml/m ;
[0047](8)試驗(yàn)過程中,由控制軟件監(jiān)測、記錄平流栗13、壓力傳感器14、天平11和電磁流量計(jì)16的數(shù)值變化情況,并計(jì)算出巖心夾持器5入口與出口的實(shí)時(shí)壓差,繪制相關(guān)數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化曲線,巖心夾持器5流出的懸濁液由與出口相連的容器IIlO接收;
[0048](9)試驗(yàn)結(jié)束后,打開巖心夾持器5環(huán)空與容器19之間連接管路上的閥門3-10并打開兩個(gè)活塞攪拌容器I底部的閥門3-12和閥門3-13進(jìn)行泄流,解除管路連接;打開巖心夾持器5,將取出試驗(yàn)樣品,清洗試驗(yàn)容器。
[0049]通過對煤層氣井監(jiān)測可知,實(shí)際煤層氣井產(chǎn)出煤層水中所攜帶的煤粉粒徑一般不大于1mm,由于壓裂液返排時(shí)會攜帶出l_2mm粒徑的煤粉,因此本試驗(yàn)所采用的水煤混合物(懸濁液)中煤粉粒徑最大為2_;實(shí)際煤層氣井產(chǎn)出煤層水中煤粉的質(zhì)量濃度不大于10%,因此,本試驗(yàn)所采用的水煤混合物(懸濁液)的濃度不大于10%。
[0050]本試驗(yàn)中,所用的壓裂砂目數(shù)為65?14目(即0.212-1.18mm)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤層氣井排采產(chǎn)出煤粉運(yùn)移模擬試驗(yàn)裝置,其特征在于:包括活塞攪拌容器(I)、巖心夾持器(5)、空壓機(jī)(6)、電磁閥(7)、液體增壓栗(8)、天平(11)、平流栗(13)、背壓閥(14)、電磁流量計(jì)(16)和電氣控制及監(jiān)控系統(tǒng),所述的平流栗(13)的進(jìn)口管路口置于容器III (12)內(nèi),出口管路依次串接背壓閥(14)、電磁流量計(jì)(16)后與活塞攪拌容器(I)的上腔連通,活塞攪拌容器(I)的下腔與巖心夾持器(5)的軸向進(jìn)口連通;巖心夾持器(5)的軸向出口管路口置于容器II(1)內(nèi),巖心夾持器(5)的軸向進(jìn)口管路上設(shè)有壓力傳感器I (4),容器II(1)放置在天平(11)上;電磁閥(7)兩端分別與空壓機(jī)(6)和液體增壓栗(8)連接,液體增壓栗(8)的進(jìn)口管路口置于容器I (9)內(nèi),出口與巖心夾持器(5)環(huán)壓的進(jìn)口連通,巖心夾持器(5)環(huán)壓的出口管路口置于容器1(9)內(nèi);所述的電氣控制及監(jiān)控系統(tǒng)由電氣元件及控制軟件組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤層氣井排采產(chǎn)出煤粉運(yùn)移模擬試驗(yàn)裝置,其特征是:在平流栗(13)的出口管路上設(shè)有閥門(3-1),在電磁流量計(jì)的出口管路上設(shè)有閥門(3-2),在活塞攪拌容器(I)上腔進(jìn)口管路上設(shè)有閥門(3-3),在活塞攪拌容器(I)下腔與壓力傳感器I (4)之間連接管路上設(shè)有閥門(3-4),在巖心夾持器(5)的進(jìn)口管路和出口管路上分別設(shè)有閥門(3-8)和閥門(3-11),在液體增壓栗⑶和巖心夾持器(5)環(huán)壓的連接管路上設(shè)有閥門(3-9),在巖心夾持器(5)環(huán)壓的出口管路上設(shè)有閥門(3-10)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種煤層氣井排采產(chǎn)出煤粉運(yùn)移模擬試驗(yàn)裝置,其特征是:所述的活塞攪拌容器(I)包括容器筒、活塞和攪拌器(2),活塞置于容器筒內(nèi),其軸線與容器筒的軸線重合,攪拌器(2)與容器筒的下腔底部連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤層氣井排采產(chǎn)出煤粉運(yùn)移模擬試驗(yàn)裝置,其特征是:還包括備用的活塞攪拌容器(I),兩個(gè)活塞攪拌容器(I)的上腔和與平流栗(13)出口連通的管路并聯(lián)連通,下腔和與巖心夾持器(5)軸向進(jìn)口連通的管路并聯(lián)連通;備用的活塞攪拌容器(I)的上腔進(jìn)口管路上設(shè)有閥門(3-5),其下腔與壓力傳感器I (4)之間的連接管路上設(shè)有閥門(3-6)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煤層氣井排采產(chǎn)出煤粉運(yùn)移模擬試驗(yàn)裝置,其特征是:在背壓閥(14)和電磁流量計(jì)(16)之間的管路上設(shè)有壓力傳感器II (15)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種煤層氣井排采產(chǎn)出煤粉運(yùn)移模擬試驗(yàn)裝置,其特征是:在兩個(gè)活塞攪拌容器(I)下腔的底部分別設(shè)有連通大氣的管路,在管路上分別設(shè)有閥門(3-12)和閥門(3-13)07.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種煤層氣井排采產(chǎn)出煤粉運(yùn)移模擬試驗(yàn)裝置,其特征是:所述的閥門(3-1?3-6、3-8?3-13)為單向閥。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤層氣井排采產(chǎn)出煤粉運(yùn)移模擬試驗(yàn)裝置,屬于煤層氣開采領(lǐng)域,裝置中的平流泵(13)的出口管路串接背壓閥(14)、電磁流量計(jì)(16)后與活塞攪拌容器(1)的上腔連通,活塞攪拌容器(1)的下腔與巖心夾持器(5)的軸向入口連通;巖心夾持器(5)的進(jìn)口處設(shè)有壓力傳感器I(4),出口管路置于天平(11)上的容器中;電磁閥(7)兩端分別與空壓機(jī)(6)和液體增壓泵(8)連接,液體增壓泵(8)的出口與巖心夾持器(5)環(huán)壓的進(jìn)口連通;裝置還包括用于監(jiān)測可控制的電氣控制及監(jiān)控系統(tǒng)。該裝置能夠完成煤層氣開采過程中煤層流體及煤粉的運(yùn)移及淤堵試驗(yàn)。該裝置控壓、控流量精度高,壓力、流量波動性小,容易安裝、操作簡單。
【IPC分類】E21B47/00, E21B49/00
【公開號】CN105156094
【申請?zhí)枴緾N201510501351
【發(fā)明人】劉世奇, 桑樹勛, 趙剛強(qiáng), 王冉, 黃華州, 周效志, 王文峰, 曹麗文, 賈金龍, 劉會虎, 徐宏杰, 劉長江
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月14日