[实用新型]蒸汽及电加热两用三轴解吸渗透实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤矿煤层中瓦斯含量实验设备，特别涉及一种蒸汽及电加热两用三轴解吸渗透实验装置。

背景技术

煤矿瓦斯对煤矿安全生产是重大威胁，但如果加以利用又是优质清洁能源，搞好煤层气的抽采利用，就可以化害为利、变废为宝。

我国地质条件复杂，煤层气储层具有低压、低渗、低饱和、高含气量的特征，除沁水盆款曲部和阜新、铁法矿区等极少数煤储层高渗透地区的煤层气进入商业开发外，绝大多数煤炭产区煤层气井未能达到工业生产气流的要求，其中最为关键的问题是我国煤储层渗透率普遍偏低，煤层气产出过程是一个经历解吸-扩散-渗流的复杂过程，目前已陆续在低渗透煤层气田上开展试验的增产措施主要有水力压裂、注气开采和羽状水平分支井技术等。但上述技术的应用目前均存在一定的局限性，例如，水力压裂技术仅适用于相对坚硬的裂缝性储层煤层气开采，对煤层软、孔隙裂缝复杂的煤储层，水力化作用十分有限，而且由于煤层具有很强的吸水性，煤层吸水后变软，支撑剂嵌入煤层，泄压后易造成压裂缝重新闭合；注气开采通过向煤层中注入CO₂气体通过竞相吸附原理增产煤层气效果明显，但CO₂气源和经济性使其应用范围十分有限；羽状水平井仅是通过煤储层钻孔的方法，减小了煤层气进入井筒的阻力，但从根本上并未改变煤储层低渗透性质。通过人为卸压技术，使处于煤层之间的游离态的瓦斯渗透出来，可一定程度上提高瓦斯抽采量；但煤层中以游离态存在的瓦斯气体仅占有整个煤层瓦斯气体量的10%~20%，通常吸附瓦斯量占80%~90%，利用水力压裂技术抽采的瓦斯量较小，大部分吸附状态的瓦斯会随着煤层的开采而被排放到大气，使瓦斯资源不能得到很好的利用。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种可准确获得煤岩中瓦斯含量渗透率解吸量性能参数，操作方便的蒸汽及电加热两用三轴解吸渗透实验装置。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案是：蒸汽及电加热两用三轴解吸渗透实验装置包括：蒸汽发生器、水箱、油箱、高压油泵、体积流量计一、二、温控表、管路、导线、电加热器、热电偶传感器，其特点是三轴压力室的套筒上端螺纹连接上压帽，在套筒下端螺纹连接下压帽，在套筒中间处装有煤样，煤样的上方装有上压头，煤样的下方装有下压头，在上压头上的套筒与上压帽连接处装有挡板，在上压头的台阶处装活塞，在上压帽的顶端壁上设有上压帽孔，在下压帽的下端壁上设下压帽孔，在下压帽孔中装热电偶传感器，在上、下压头轴向均设有上、下压头气孔，在用电加热的装置中的上压头和煤样同中心孔中装电加热器，电加热器和热电偶传感器分别用导线连接温控表，在蒸汽加热的装置中的上、下压头及煤样的同中心孔中设蒸汽通道，蒸汽通道上方用管路连接蒸汽控制阀，蒸汽控制阀另一端连接蒸汽发生器，蒸汽通孔的下端连接冷凝器和气液分离器，冷凝器和气液分离器连接水箱上方，下压头气孔用真空泵控制阀连接体积流量计二和真空泵，上压头气孔用管路和调压阀连接甲烷气瓶，六通阀用管路连接上压帽孔、冷凝器、油箱、高压油泵和蒸汽通道，水箱下方用水泵连接蒸汽发生器。

本实用新型的有益效果是：蒸汽及电加热两用三轴解吸渗透实验装置通过向煤层注入热量增加含瓦斯煤层的温度使瓦斯分子活性增大，已吸附的瓦斯分子易于获得动能，产生脱附现象，使吸附瓦斯量降低，从而增大煤层内瓦斯解吸量和渗透量，采用三轴加载且密封瓦斯、蒸汽、油的煤体密封容器、获得煤体在注入蒸汽或电作用下渗透率及解吸量性能参数，为煤层瓦斯资源的合理抽采和综合利用提供有力技术数据。

附图说明

以下结合附图以实施例具体说明。

图1是蒸汽及电加热两用三轴解吸渗透实验装置的蒸汽加热结构图。

图2是蒸汽及电加热两用三轴解吸渗透实验装置的电加热结构图。

图中，1-蒸汽发生器；2-油箱；3-六通阀；4-蒸汽控制阀；5-活塞；6-三轴压力室；7-上压帽；7-1-上压帽孔；8-挡板；9-热电偶传感器；10-下压帽；10-1-下压帽孔；11-冷凝器；12-温控表；13-调压阀；14-体积流量计一；15-甲烷气瓶；16-气液分离器；17-水箱；18-管路；19-真空泵；20-真空泵控制阀；21-蒸汽通道；22-水泵；22-1-阀门；23-体积流量计二；24-高压油泵；25-下压头；25-1-下压头气孔；26-套筒；27-上压头；27-1-上压头气孔；28-煤样；29-导线；30-电加热器。

具体实施方式