[实用新型]一种注气对煤层气在煤岩中的解吸渗流影响的测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤层气领域，尤其涉及注气对煤层气在煤岩中的解吸渗流影响的测试装置。

背景技术

煤层气以游离自由态、吸附态和溶解态赋存于煤层中，是一种洁净能源，在我国储量十分丰富，煤层气开采不仅可增加能源种类和数量、保护环境，而且还能降低煤矿瓦斯事故的发生。因此，开采煤层气意义深远。

目前，我国各地煤层的透气性都普遍不高，很多煤岩还属于松软低透煤层，所以煤层气开采还远未达到商业化阶段。通过向煤层中注气(如二氧化碳、氮气、水蒸汽等)，以提高煤层气抽采效率，是目前煤层气开采常用方法。目前已提出的开采方法主要有：(1)煤层气井循环注二氧化碳系统(CN201210383730.5)，该方法通过循环注气，能把煤层中更多的甲烷气体采出来，提高煤层中甲烷的产出速率，降低了煤层气井的回采周期，提高煤层气井的采收率和经济效益；(2)低压煤层气井氮气压裂增产方法(CN201410705002.0)，该方法利用高压氮气压裂煤层增加煤层的透气性，从而提高煤层气的采收率；(3)一种基于注入水蒸汽以增加煤层透气性的方法及其系统(CN201610272645.X),该方法及其系统将常压水蒸汽、过热水蒸汽或沸水注入煤层，以此提高煤层气解吸并疏通煤层气通道，进而大量抽采煤层气。虽然目前已提出了这些提高煤层气开采效率的方法，但注气开采对煤层气解吸及渗流的影响程度有多大，哪一种方法更有利于煤层气的开采还有待进一步考究。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决测试向煤岩中注入气体，如水蒸汽、氮气、二氧化碳等，比较这些气体对煤层气解吸及渗流的影响程度问题，提供一种可靠性高、操作简便、准确度高的煤岩注气加快煤层气解吸渗流性能的测定装置。

本实用新型所采用的技术方案：一种注气对煤层气在煤岩中的解吸渗流影响的测试装置，由原煤样、测量容器、煤样保护网、注气孔、集气罩、气源、增压泵、闸阀、流量计、导气管、瓦斯解吸速度测定仪、气体注入管、软管、阀门构成，所述测量容器上部开口与集气罩相连，测量容器底部密封但中央位置留有与气体注入管相连的孔洞，测量容器内部布置煤样保护网；所述煤样保护网为圆柱型，内部布置煤样；所述煤样中央位置设有注气孔，上端面完全密封，下端面除注气孔口外其他部分密封；所述煤样注气孔口与测量容器底部孔洞的尺寸一致；所述测量容器底部注气孔洞通过气体注入管与增压泵相连；所述增压泵与气源相连，所述气源为水蒸气、氮气或二氧化碳；所述增压泵可对气源供应的进行加压，并以指定压力输出；所述闸阀安装于气体注入管；所述流量计安装于气体注入管，位于闸阀和测量容器之间；所述集气罩布置于测量容器上方，一端与测量容器上部相连，另一端与导气管相连；所述导气管一端与集气罩相连，另一端与瓦斯解吸速度测定仪相连；所述瓦斯解吸速度测定仪上端有一开口与软管相连；所述软管上装有阀门。

本实用新型具体实施方法如下：

(1)准备阶段：制取尺寸合适的圆柱煤样，并在煤样中央位置开出注气孔，将煤样上端面密封，下端面除注气孔外其他部分密封，将煤样置于煤样保护网内，关闭软管上的阀门和气体注入管上的闸阀，将气体注入管与增压泵、测量容器连接，连接增压泵与气源，使注气孔与气体注入管对应连通，安装集气罩与软管，将瓦斯解吸速度测定仪注满水，将导气管与集气罩、瓦斯解吸速度测定仪连接；

(2)测定阶段：开启气体注入管上的闸阀，开启气源和增压泵，并调节增压泵出口压力，通过气体注入管以固定流量、固定压力向煤样中注入气体，通过流量计测出注入的气体流量。注入气体后，煤体内解吸的煤层气和注入的气体发生径向渗流流至容器内，经集气罩聚集，沿导气管流入瓦斯解吸速度测定仪，通过瓦斯解吸速度测定仪测出气体的流量。利用气相色谱仪对软管流出的气体浓度进行分析，得出混合气体中的甲烷浓度，根据气体中甲烷的浓度和流量，通过计算得到实验过程煤层气的解吸量。

更换煤样，改变注入气体的种类、注入的压力和流量，重复上述步骤，所用煤样均取自同一地点。

(3)分析：根据瓦斯解吸速度测定仪测出的流量和其中的甲烷含量，比较分析得出注入不同流体种类、压力和流量对煤层气解吸渗流的影响。

本实用新型的有益效果：

(1)径向渗流实验方法与实际煤层气开采过程更为吻合。

(2)可测定不同气体和不同注气压力、流量对煤层气解吸及渗流的影响程度。

附图说明

图1为本实用新型测定装置结构示意图。