[实用新型]带CT实时扫描的注气驱替煤层气实验系统

说明书

技术领域

本实用新型属于煤矿安全生产技术领域，尤其涉及一种带CT实时扫描的注气驱替煤层气实验系统。

背景技术

针对我国低渗煤储层特点，必须进行储层改造才能商业化开发。针对水力压裂改造的局限性，浪费水资源等特点，煤层气注气开采技术的环保性、安全性、高效性等特点，注气提高煤层气采收率( Enhanced coalbed methane，ECBM)受到各大企业的青睐。

煤质条件、注气类型、注气压力、注气速率等参数的差异，造成煤层气运移的差异，进而造成采收率的差异。国内外多位学者进行了注气增产过程中吸附/解吸-扩散-渗流阶段孔裂隙的演化，气体运移的研究，并设计了大量注气实验装置。这些装置的特点，大多数装置只有简单的注气驱替功能，没有设置施加压力、温度等条件的操作结果，并不能很好地模拟原地层温度条件下煤岩中气体渗流以及吸附特性，只能得出最终的注气参数与采收率的关系图，并不能实时的监测注气驱替过程；少数装置把CT扫描技术应用于注气驱替过程，由于注气装置庞大，只能注气-扫描-注气-扫描反复进行，需要对煤样反复加卸载、拆卸安装，容易导致煤样的机械损坏，且操作麻烦，仍无法全程实时监测；极少数装置采用医用螺旋CT进行注气驱替过程的实时扫描，但由于现有的注气装置所用煤样尺寸较大，放大倍数小，分辨率低，扫描不到微米级裂隙，观察效果不理想。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种操作便捷、可全程实时监测、能测试较小煤样、能施加围压、轴压、温度等参数以及提高试验数据精确度的带CT实时扫描的注气驱替煤层气实验系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：带CT实时扫描的注气驱替煤层气实验系统，包括CT实时扫描系统、储层模拟系统、气体注入与收集系统以及数据采集处理与控制系统；

CT实时扫描系统包括水平设置的底板和位于底板上方的试验平台，底板底部设有支腿，底板上表面左侧和右侧分别设有左升降机构和右升降机构，底板上表面设有前后水平移动机构，前后水平移动机构顶部设有左右水平移动机构，试验平台固定设置在左右水平移动机构上，试验平台上设有旋转驱动机构；

左升降机构和右升降机构的构造相同且左右对称设置；左升降机构和右升降机构均包括空心固定管和升降杆，空心固定管下端垂直并固定设在底板上表面，空心固定管下部与底板上表面之间设有加强筋板，升降杆的外径等于空心固定管的内径，升降杆下部插设在空心固定管内上部，空心固定管上沿径向方向开设有外插孔，外插孔沿空心固定管的长度方向均匀开设有至少三个，升降杆上沿径向方向开设有内插孔，内插孔与外插孔对应并通过一根插销插接配合；

左升降机构的升降杆上端设置有可调节倾角的X光机，右升降机构的升降杆上端左侧设置平板探测器；

储层模拟系统包括煤样室以及分别向煤样室提供轴压、围压和温度的轴压驱动装置、围压驱动装置和温度控制装置；

煤样室包括由耐高压、耐高温纤维制成的圆筒，圆筒外壁设有保温涂层，圆筒的上端和下端分别同轴向设有上连接筒和下连接筒，下连接筒下端外圆周设有安装盘，下连接筒下端同轴向连接有下旋转密封接头；

轴压驱动装置包括固定连接架、上固定块、上导向密封筒、导向限位筒、上压环板、中导向筒、下压筒、活动压套和上旋转密封接头，上固定块固定设在固定连接架上，上固定块中心开设有注气孔，上旋转密封接头与注气孔上端固定连接，圆筒、注气孔、上导向密封筒、导向限位筒、上压环板、中导向筒、下压筒和活动压套具有同一条中心线；导向限位筒、上压环板、中导向筒和下压筒自上而下依次同轴向固定连接为一体，下压筒下部插设并滑动密封配合在上连接筒内，中导向筒外套设有压缩弹簧，压缩弹簧的上端和下端分别与上压环板下表面和上连接筒上端面顶压配合，上导向密封筒上端与上固定块下表面固定连接，上导向密封筒下部伸入到导向限位筒内，上导向密封筒外壁与导向限位筒内壁之间设有密封套，活动压套套在导向限位筒外部，活动压套下端面与上压环板上表面顶压接触，活动压套上端面与上固定块下表面顶压接触，活动压套上端面与上固定块下表面之间设有四组驱动调节机构，四组驱动调节机构沿注气孔的中心线均匀布置；

上固定块底部设有底部敞口的环形槽，每组驱动调节机构均包括沿注气孔的径向方向开设在上固定块下部的螺纹孔，螺纹孔内端与环形槽连通，活动压套上端伸到环形槽内，活动压套上端开设有半圆锥孔，半圆锥孔呈外大内小且顶部敞口的圆锥形结构，螺纹孔内螺纹连接有调节螺杆，调节螺杆的内端同轴固定连接有与半圆锥孔顶压配合的锥形压头；