[发明专利]一种气液两相饱和煤岩样实验装置及饱和度测试方法

权利要求书

1.一种气液两相饱和煤岩样实验装置，其特征在于：包括岩心夹持器，所述岩心夹持器的两端通过致密铜管分别连接有流体进入装置和流体排出装置；所述流体进入装置包括主装置箱一以及多个气液增压箱，所述主装置箱一上设置有湿度检测仪、压力检测仪和甲烷浓度检测仪，所述气液增压箱包括气体增压箱和液体增压箱；所述流体排出装置包括主装置箱二以及抽真空泵，所述主装置箱二上设置有湿度检测仪、压力检测仪和甲烷浓度检测仪，所述抽真空泵用于在主装置箱二内营造低压环境，所述气体增压箱内设有增压泵，所述增压泵与储气罐相连接，所述液体增压箱内设有增压泵，所述增压泵与密闭水箱相连接，所述密闭水箱内安装有超声波高频震荡发生装置，并按照如下方法测试气液两相饱和煤岩样饱和度：

a：将煤岩样放置在具有称重单元的岩心夹持器上，开启超声波高频震荡发生装置，实现液体的雾化，雾化后的液体经过增压处理后，通过致密铜管与主装置箱一连接，通过读取仪表读数得出所测定的密封箱内的气液状态，利用经过雾化后的液体代替传统的液体，在降低流体穿过多孔介质时的阻力的同时，尽可能降低流体对煤岩样结构及物理性质的破坏；

b：气体与经过雾化后的液体通过致密铜管进入岩心夹持器中，在压力差的作用下渗透进入煤岩样内部，通过煤岩样内部的孔裂隙进入流体排出装置中，通过质量差法来确定煤岩样最大饱和质量mmax，与煤岩样自然状态下的质量m相比较，计算δm＝mmax-m，设置等差数列等差数列的不同数值分别对应不同饱和度；

c：开启抽真空泵，将主装置箱二中营造低压环境，增强主装置箱一与主装置箱二中的压力差δp，对比主装置箱一与主装置箱二上湿度检测仪与甲烷浓度检测仪的读数，确定不同饱和度时湿度差δe与甲烷浓度差δc，以此为基准参照，也可以依据仪表读数差来确定不同的饱和度。

2.根据权利要求1所述的气液两相饱和煤岩样实验装置，其特征在于：所述岩心夹持器底部设有称重单元。

3.根据权利要求1所述的气液两相饱和煤岩样实验装置，其特征在于：所述岩心夹持器还与用于监测煤岩样在气液饱和过程中应力变化的压力检测仪相连接。

4.一种采用权利要求1所述的气液两相饱和煤岩样实验装置的饱和度测试方法，其特征在于：在煤岩样饱和度测试方法中针对物理结构、性质不同的煤岩样，先进行饱和实验测试，得出相应的饱和度划分标准，再进行饱和度测定；对于孔隙结构较小，渗透性较差的煤岩样，采用雾化的方式促进渗透与饱和；实验过程在常温、变压条件下进行。