[发明专利]一种太阳能热管加热煤层气解吸渗流实验装置

说明书

本发明公开了一种太阳能热管加热煤层气解吸渗流实验装置，包括三轴加压装置，用于对其内部的煤体进行加压；聚光型水平热管式真空管太阳能集热装置，用于将收集的太阳能传导给三轴加压装置内的煤体进行加热；太阳能储能装置，用于将太阳能进行存储并在所述聚光型水平热管式真空管太阳能集热装置停止对三轴加压装置提供能量时，将存储的能量传递给所述三轴加压装置并对其内部的煤体进行加热；以及控制装置。本发明的实验装置具有太阳能加热煤体，三轴加载能力和温度控制功能，可以实现煤体在不同温度、不同应力组合条件下低渗透储层煤层气解吸渗流性能参数的测量，为低渗透煤矿煤层气资源的开采和综合利用提供新的技术途径，且生产成本低。

技术领域

本发明属于煤矿煤层气开采的技术领域，尤其涉及一种太阳能热管加热煤层气解吸渗流实验装置。

背景技术

我国煤层气储量丰富，但大部分煤层气矿区属于低渗透储层，商业开发困难。低渗透煤层气的增产渗流对能源危机的环节，矿井瓦斯灾害事故的预防及大气环境的保护均有积极的意义。随低渗透储层煤层气开采技术的不断发展，煤层气热力开采作为未来一种有效的开采增产方式正被广泛认可。通过向低渗透煤层注入热量能够提高煤储层渗透性能和煤层气解吸量及解吸速率，从而实现低渗透储层煤层气增产增渗的目的。目前的加热方式主要以电加热、蒸汽加热、微波加热和红外加热为主。但是这些加热方式均受到地域和生产环境限制，产生能源消耗，造成设备投资大、生产成本高的问题。因此，需要研究一种更适用于太阳能加热煤体测定更接近煤层气实际开采环境的实验装置，以解决上述问题。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种太阳能热管加热煤层气解吸渗流实验装置，可以实现煤体在不同温度、不同应力组合条件下解吸规律、渗透规律的测定，为低渗透煤矿煤层气资源的开采和综合利用提供新的技术途径，生产成本低。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：本发明提供一种太阳能热管加热煤层气解吸渗流实验装置，包括：

三轴加压装置，用于对其内部的煤体进行加压；

聚光型水平热管式真空管太阳能集热装置，与所述三轴加压装置连接，用于将收集的太阳能传导给所述三轴加压装置并对其内部的煤体进行加热；

太阳能储能装置，与所述聚光型水平热管式真空管太阳能集热装置连接，用于将太阳能进行存储并在所述聚光型水平热管式真空管太阳能集热装置停止对三轴加压装置提供能量时，将存储的能量传递给所述三轴加压装置并对其内部的煤体进行加热；

控制装置，与所述三轴加压装置、聚光型水平热管式真空管太阳能集热装置和太阳能储能装置连接，用于选择所述聚光型水平热管式真空管太阳能集热装置和太阳能储能装置中的其中一个向所述三轴加压装置提供能量，用于实现煤体在不同温度、不同压力组合条件下解吸规律、渗透规律的测定。

作为上述技术方案的改进，在本发明的一个实施例中，所述三轴加压装置包括套筒、分别位于所述套筒左右两侧的左压头和右压头、位于所述左压头左侧的左压帽、位于所述右压头右侧的右压帽、位于所述左压帽和左压头之间的活塞、位于所述活塞和左压帽之间的挡板、以及位于所述套筒内部且包裹在套筒内的煤体外侧的热缩管。

进一步的，所述套筒的侧面设有围压加载孔；

所述左压帽的外侧边缘设有轴压加载孔；

所述右压头边缘设有用于向煤体施加气压的进气孔。

在本发明的一个实施例中，所述聚光型水平热管式真空管太阳能集热装置包括水平热管式真空管、与所述水平热管式真空管相连的抛物槽式聚光器、位于所述抛物槽式聚光器下方并用于调整抛物槽式聚光器随太阳光转动的曲柄连杆单轴跟踪器、以及用于遮挡所述抛物槽式聚光器的遮光箱体；

所述抛物槽式聚光器用于聚集太阳能到所述水平热管式真空管。