[发明专利]气体压力和流量测试装置及其应用

说明书

技术领域

本发明属于气体压力和流量测试领域，特别涉及一种用于煤岩瓦斯压力下的渗透模拟测试和天然气储气库内压力变化模拟测试的装置。

背景技术

地下埋藏的煤炭中通常含有瓦斯气体，并具有一定压力，在煤炭开采过程中对煤岩体的扰动，会造成煤岩体内部出现裂纹及发生破坏，当煤炭中的瓦斯气体沿煤岩体裂隙通道在一定空间内聚集的压力和浓度达到一定量值时，则会导致瓦斯突出及瓦斯爆炸等灾害事故。因此，如何通过试验掌握在煤炭地下开采过程中高瓦斯压力对煤岩体的力学行为影响，以及开采扰动造成的煤岩体破坏对瓦斯在煤岩体中渗透性的影响，不仅对于如何有效预防灾害事故的发生研究尤为重要，也更是当今试验测试中需解决的难题。

此外，地下天然气储气库的运营过程中，溶腔内压呈周期性的高压和低压循环，会导致溶腔围岩出现疲劳损伤，如何通过试验对溶腔在内压周期性变化过程中的疲劳特性进行模拟试验，以及在实验室对天然气开采过程中裂纹形成过程和分布特征进行模拟和研究，目前也还缺乏可以进行有效测试的相关设备。

发明内容

本发明的目的是提供气体压力和流量测试装置，该装置不仅可进行瓦斯压力模拟测试和天然气储气库内压力变化模拟测试，而且解决了在瓦斯压力模拟测试中对瓦斯气体加温和加高压的难题，以及解决了在模拟测试中防止因施加围压压力造成试件保护膜局部失效而导致三轴围压液体进入气体渗透系统对流量计造成损坏的难题。

本发明所述压力和流量测试装置有以下三种结构，但其属于一个总的发明构思。

1、第一种结构的气体压力和流量测试装置

此种气体压力和流量测试装置包括气源、第一气体储存器、第二气体储存器、第三气体储存器、第一流量计、第二流量计、第一压力表、第二压力表、数据处理器、第一气体输出管和第二气体输出管；所述第一气体储存器、第一流量计通过管件串联连接，所述第一压力表通过管件分别与第一流量计和三轴压力试验机中的三轴压力室的第二管路连接，所述第二压力表通过管件分别与三轴压力试验机中的三轴压力室的第一管路和第二流量计连接，第二流量计还与总排气管连接，在总排气管上设置有第三减压阀；第一气体储存器与第一流量计之间的管件上设置有第二减压阀，第一流量计与第一压力表之间的管件上设置有第一截止阀，第一压力表与三轴压力室之间的管件上设置有第二截止阀，三轴压力室与第二压力表之间的管件上设置有第三截止阀，第二压力表与第二流量计之间的管件上设置有第四截止阀，第二截止阀与三轴压力室之间的管件上连接有第一检验管，所述第一检验管上设置有第五截止阀，三轴压力室与第三截止阀之间的管件上连接有第二检验管，所述第二检验管上设置有第六截止阀；所述气源通过第一气体输出管与第一气体储存器连接，第一气体输出管上设置有第一减压阀；所述第二气体储存器通过管件连接在第二减压阀与第一流量计之间的管件上，在连接第二气体储存器的管件上设置有第七截止阀；所述第三气体储存器通过管件与总排气管连接，其连接位点在第三减压阀与第二流量计之间，在连接第三气体储存器的管件上设置有第八截止阀；所述第一气体储存器连接有真空泵，并通过第二气体输出管与总排气管连接，在第二气体输出管上设置有第四减压阀；所述数据处理器的接口分别与第一流量计、第二流量计、第一压力表、第二压力表连接，将接收到的气体流量和气体压力电信号进行处理后予以显示和储存。

2、第二种结构的气体压力和流量测试装置