[发明专利]煤岩割理压缩系数测定方法及装置

权利要求书

1.一种煤岩割理压缩系数测定方法，其特征在于，包括：

确定煤岩岩样在初始有效围压状态下的孔隙度，并确定所述煤岩岩样的弹性模量、泊松比、及在不同有效围压下的渗透率无量纲比值；

根据所述孔隙度、所述弹性模量、所述泊松比及所述渗透率无量纲比值构建所述煤岩岩样的煤岩割理压缩系数模型；

根据所述煤岩割理压缩系数模型确定所述煤岩岩样在不同有效围压下的煤岩割理压缩系数；

所述确定煤岩岩样在初始有效围压状态下的孔隙度，包括：

根据公式确定煤岩岩样在初始有效围压状态下的孔隙度；

其中，Φ₀为煤岩岩样在初始有效围压状态下的孔隙度；P₁为基准室初始绝对压力；P₂为气体重新平衡后的绝对压力；P_a为煤岩岩样的初始绝对大气压力；Z₁为P₁与实验温度下的气体偏差因子；Z₂为P₂与实验温度下的气体偏差因子；Z_a为P_a与实验温度下的气体偏差因子；L为煤岩岩样平均长度；D_c为煤岩岩样平均直径；V_r为基准室体积；V_v为阀门驱替体积；V_d为系统死体积；

其中，所述煤岩割理压缩系数测定方法所用到的实验装置包括依次通过管路连接的高压氦气气源、高压气体截止阀、基准室、上游压力传感器、上游压力截止阀、岩心夹持器、下游压力截止阀、下游压力传感器、流量计截止阀、流量计，以及向位于岩心夹持器内的煤岩岩样提供所需的围压环境的围压系统；

所述基准室初始绝对压力通过打开高压气体截止阀，关闭上游压力截止阀，通过高压气源对基准室充气得到；

当所述初始绝对压力在设定时间内读数无变化后，关闭高压气体截止阀和下游压力截止阀，并打开上游压力截止阀，气体进入岩样并稳定后得到所述气体重新平衡后的绝对压力；

其中，所述煤岩岩样的煤岩割理压缩系数模型，包括：

其中，C_f为煤岩岩样的煤岩割理压缩系数；E为煤岩岩样的弹性模量；ν为煤岩岩样的泊松比；Φ₀为煤岩岩样的初始孔隙度；P_e为煤岩岩样的有效围压；P_e0为煤岩岩样的初始有效围压；ΔP₀为初始有效围压状态下煤岩岩样的进出口压力差；ΔP为不同有效围压状态下煤岩岩样的进出口压力差；Q₀为初始有效围压下气体流量；Q为不同有效围压状态下的气体流量；P_in0为初始有效围压下煤岩岩样的进口压力；P_in为不同有效围压状态下煤岩岩样的进口压力；P_out0为初始有效围压下煤岩岩样的出口压力；P_out为不同有效围压状态下煤岩岩样的出口压力。