[实用新型]一种煤岩压裂实验系统

说明书

本实用新型涉及岩体力学与工程技术领域，公开了一种煤岩压裂实验系统，包括：单轴压缩装置包括压块、压轴和加载机构；反应釜的内部放置煤岩试件，压块放置在煤岩试件的顶部，压块的顶部与压轴的一端相连，压轴的另一端穿出反应釜的顶盖与加载机构相连；应变监测装置设于煤岩试件上，温度控制装置和压力控制装置分别设于反应釜的内部、用于对反应釜内部的温度及压力进行监测控制，注排气系统与反应釜内部连通、用于向反应釜内部注入或排出二氧化碳。本实用新型提供的一种煤岩压裂实验系统，可实现在超临界二氧化碳浸泡环境下进行煤岩试件的压裂实验，为超临界二氧化碳压裂提供实验数据和理论指导，有较大的科研意义。

技术领域

本实用新型涉及岩体力学与工程技术领域，特别是涉及一种煤岩压裂实验系统。

背景技术

超临界二氧化碳压裂作为无水压裂的发展趋势，是当前国内外页岩气、页岩油和煤层气领域研究的热点。与其它常规压裂液相比，超临界二氧化碳具有更强的溶解、扩散和渗透能力，破裂压力是其它方法的30％-80％，破岩所需比能是其它方法的20％-50％，且同等条件下，二氧化碳的吸附能力远大于甲烷，超临界二氧化碳压裂煤层时，可置换出煤层中吸附态甲烷。超临界二氧化碳用于压裂煤矿煤层和岩层是一种非常有前景的技术。

新技术的应用需要在实验室验证其安全可靠性，所以测定处于超临界二氧化碳环境中的煤岩力学参数及冲击倾向性尤为必要，力学参数如抗拉强度和抗压强度等关系到工作面开采时的煤壁稳定性，煤岩冲击倾向性关系到煤矿生产安全。然而，当前还没有超临界二氧化碳浸泡下煤岩冲击倾向性测定的实验装置，因此目前急需一种超临界二氧化碳浸泡下煤岩冲击倾向性测定实验装置及方法。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种煤岩压裂实验系统，用于解决或部分解决目前缺乏用于超临界二氧化碳浸泡下煤岩冲击倾向性测定的实验装置的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种煤岩压裂实验系统，包括：反应釜、单轴压缩装置、应变监测装置、温度控制装置、压力控制装置和注排气系统；所述单轴压缩装置包括压块、压轴和加载机构；所述反应釜的内部放置煤岩试件，所述压块放置在所述煤岩试件的顶部，所述压块的顶部与压轴的一端相连，所述压轴的另一端穿出所述反应釜的顶盖与所述加载机构相连；所述应变监测装置设于所述煤岩试件上，所述温度控制装置和所述压力控制装置分别设于所述反应釜的内部、用于对反应釜内部的温度及压力进行监测控制，所述注排气系统与反应釜内部连通、用于向所述反应釜内部注入或排出二氧化碳以调节反应釜内部二氧化碳的压力。

在上述方案的基础上，还包括：抽真空机构；所述抽真空机构与所述反应釜的内部连通。

在上述方案的基础上，还包括：设于所述反应釜内部的放置架；所述放置架的顶部设有与所述煤岩试件相适应的凹槽，所述煤岩试件的底部插入所述凹槽中。

在上述方案的基础上，所述注排气系统包括：依次串联连接的二氧化碳气瓶、加温加压装置和注气泵；所述注气泵与所述反应釜内部连通，所述加温加压装置用于对二氧化碳在注入反应釜之前加温加压达到超临界状态。

在上述方案的基础上，所述温度控制装置包括：温度传感器和加热装置；所述温度传感器的信号输出端与所述加热装置的信号输入端相连；所述压力控制装置包括压力传感器；所述压力传感器的信号输出端与所述注气泵的信号输入端相连。

在上述方案的基础上，所述反应釜的顶盖可拆卸密封设于所述反应釜的顶部；所述压轴与所述顶盖之间设有密封滑移结构；所述应变监测装置包括引伸计。

(三)有益效果