[发明专利]一种可改变混合气体酸碱度的三轴渗流装置及操作方法

说明书

本发明公开了一种可改变混合气体酸碱度的三轴渗流装置及操作方法，它包括混合气体供给系统，混合气体供给系统与气体混合系统通过管路连接；气体混合系统与三轴压力系统通过管路连接；三轴压力系统与真空脱气系统通过管路连接；真空脱气系统与流量测定系统通过管路连接；所述气体混合系统包括气体混合腔（14），气体混合腔（14）内安装有PH传感器（30），有PH传感器（30）与PH值测定仪（13）通过导线连接；解决了现有技术没有可改变混合气体酸碱度的三轴渗流装置模拟煤矿开采现场混合气体酸碱度的变化等技术问题。

技术领域

本发明属于渗流技术领域，尤其涉及一种可改变混合气体酸碱度的三轴渗流装置及操作方法。

背景技术

我国的储量丰富的煤炭资源，在复杂的储层条件下，瓦斯渗流通道中的气体具有不同的酸碱度。在煤层瓦斯运移过程中，渗透率是反映煤层内瓦斯渗流难易程度重要参数之一，同时，渗透率也是瓦斯渗流力学与工程的一个关键研究方向。因此，煤层瓦斯渗透率的测算方法研究对瓦斯渗流力学发展至关重要，同时煤与瓦斯突出等一系列矿山安全问题亟待被解决。而瓦斯是一种含有CH₄、CO₂和SO₂等多种混合气体组成的气体，研究混合气体的酸碱度对煤渗透率的影响具有重要意义，目前为止还没有可改变混合气体酸碱度的三轴渗流装置，因此有必要对现有的三轴渗流装置进行一定的改进以模拟煤矿开采现场混合气体酸碱度的变化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种可改变混合气体酸碱度的三轴渗流装置及操作方法，以解决现有技术没有可改变混合气体酸碱度的三轴渗流装置模拟煤矿开采现场混合气体酸碱度的变化等技术问题。

本发明技术方案：

一种可改变混合气体酸碱度的三轴渗流装置，它包括混合气体供给系统，混合气体供给系统与气体混合系统通过管路连接；气体混合系统与三轴压力系统通过管路连接；三轴压力系统与真空脱气系统通过管路连接；真空脱气系统与流量测定系统通过管路连接；所述气体混合系统包括气体混合腔，气体混合腔内安装有PH传感器，有PH传感器与PH值测定仪通过导线连接。

混合气体供给系统包括混合气体罐、酸性气体罐和碱性气体罐，混合气体罐、酸性气体罐和碱性气体罐分别通过管路与气体混合系统连接；混合气体罐与气体混合系统的连接管路上依次安装有第一减压阀、第三压力表和第三开关阀；酸性气体罐与气体混合系统的连接管路上依次安装有第二减压阀第二压力表和第二开关阀；碱性气体罐与气体混合系统的连接管路上依次安装有第三减压阀、第一压力表（7）和第一开关阀。

三轴压力系统包括三轴压力室，外室通过轴压管和围压管连接轴压泵和围压泵；气体混合系统与三轴压力系统的连接管路上依次安装有第五压力表和第四减压阀。

真空脱气系统包括真空泵，真空泵与三轴压力系统的出口端通过管路连接；在管路上依次安装有压力表、第五减压阀和法兰阀。

流量测定系统包括流量计，流量计与真空脱气系统的连接管路上安装有止回阀。

一种可改变混合气体酸碱度的三轴渗流装置的操作方法，它包括：

步骤1、将标准尺寸的煤体试件按要求安装在三轴压力室的围压腔内，之后开启真空泵将煤样与实验装置进行脱气六小时之后关闭法兰阀；

步骤2、通过调节轴压油泵与围压油泵至实验所设置的轴压与围压值从而模拟煤在地底所受应力状态；

步骤3、打开第一减压阀、第三开关阀，通过PH值测定仪观测气体混合装置内的气体酸碱度；

步骤4、通过打开第二减压阀和第二开关阀或者第三减压阀和第一开关阀来调节气体混合腔内的PH值；

步骤5、当达到实验所需PH值时通过调节第四减压阀并根据第五压力表读数使气体达到规定压力使得实验煤样在混合气体作用下吸附二十四小时；