[发明专利]低渗煤层气微波-液氮循环冻融促解增渗实验装置及方法

权利要求书

1.一种低渗煤层气微波-液氮循环冻融促解增渗实验装置，其特征在于，包括试样三轴加载装置、液氮制冷系统、微波加热装置、温度检测装置和气体测量装置，所述试样三轴加载装置通过其上的液氮注入外接口与液氮制冷系统相连，试验三轴加载装置通过其上的温度测量孔与温度检测装置相连，试验三轴加载装置通过套筒与微波加热装置相连，试验三轴加载装置通过其上的出气外接口与气体测量装置相连。

2.根据权利要求1所述的一种低渗煤层气微波-液氮循环冻融促解增渗实验装置，其特征在于：所述的试样三轴加载装置包括三轴仪、轴围压控制系统和孔隙压控制系统；所述三轴仪包括上压头、下压头、上压盖、下压盖、上压帽、下压帽、套筒、挡板、底座和内筒，所述上压帽为“倒凹字”型，且中心设有贯通孔Ⅰ，下压帽为“凹字”型，且中心设有贯通孔Ⅱ，套筒上端和下端均设有外螺纹，分别与上压帽、下压帽内螺纹连接，上压帽的贯通孔Ⅰ内安装有上压盖，且上压盖的凸台端面与上压帽的孔底端面贴合，下压帽内安装有底座，且底座的第一圆柱段贯穿下压帽的贯通孔Ⅱ设置，且与第一圆柱段连接的第二圆柱段端面与下压帽内表面贴合时，第三圆柱段与下压帽的内表面之间设置有间隙，在下压帽的小直径台阶面上安装有挡板，且挡板的上表面与套筒的下端面平齐，且挡板的中心孔内表面与底座上侧第四圆柱段配合，挡板内表面、外表面分别与底座上侧第四圆柱段外表面、下压帽小直径台阶处的内表面紧密贴合，套筒内壁设置有内筒，套筒内壁与内筒外壁紧密贴合，所述内筒上表面、下表面分别与上压盖下表面、挡板上表面紧密贴合，上压盖的小直径孔内安装有上压头，底座的中心处的盲孔内安装有下压头，在下压头与上压头之间安装有试样，试验一端开设有测量孔，所述上压头、试样及下压头外表面套设有热缩管，热缩管的顶端通过上压头上螺接的锥形环压紧，底端通过下压头上螺接的锥形环压紧，所述套筒一侧设置有开口，所述上压盖上分别开设有压盖测量孔、液氮注入外接口、孔隙压外接口、围压外接口，所述液氮注入外接口和孔隙压外接口以压盖测量孔为对称中心对称设置，且孔隙压外接口较围压外接口靠近压盖测量孔设置，所述上压头中心处设置有压头测量孔，所述下压头中心处开设有压头出气孔，所述底座中心处开设有底座出气外接孔，所述下压帽边缘处开设有轴压外接口。

3.根据权利要求2所述的一种低渗煤层气微波-液氮循环冻融促解增渗实验装置，其特征在于：所述轴围压控制系统包括惰性气瓶、惰性气瓶调节阀、围压六通调节阀、轴压六通调节阀、围压压力表、轴压压力表，所述惰性气瓶出口端通过惰性气瓶调节阀与围压六通调节阀的第一通路连通，围压六通调节阀的第三通路与围压压力表连接，围压六通调节阀的第四通路通过管线与围压外接口连接，围压六通调节阀的第五通路通过管线与轴压六通调节阀第一通路连通，轴压六通调节阀的第三通路通过管线与轴压压力表连接，轴压六通调节阀的第四通路通过管线与轴压外接口连接。

4.根据权利要求2所述的一种低渗煤层气微波-液氮循环冻融促解增渗实验装置，其特征在于：所述孔隙压控制系统包括孔隙压压力表、孔隙压六通调节阀、稳压气瓶调节阀、稳压气瓶、甲烷气瓶调节阀和甲烷气瓶；所述稳压气瓶通过稳压气瓶调节阀及管线与孔隙六通调节阀的第六通路连接，甲烷气瓶通过甲烷气瓶调节阀及管线与孔隙六通调节阀的第一通路连接，孔隙六通调节阀的第三通路通过管线与孔隙压压力表相连，孔隙六通调节阀的第四通路通过管线与孔隙压外接口连接。

5.根据权利要求2所述的一种低渗煤层气微波-液氮循环冻融促解增渗实验装置，其特征在于：所述套筒为金属材料，套筒上的开口为矩形开口，矩形开口截面长、宽均大于波导管截面外表面长、宽，且小于2mm；所述内筒为透波材料，具有一定机械强度，且具有一定厚度，保证能承受5MPa的压力，耐温不低于200℃。