[发明专利]一种微波加热驱替实验装置及其夹持系统

说明书

本发明公开了一种夹持系统，包括：热缩管(11)、封头(12)、封头端塞(15)、压环(16)和陶瓷筒体(28)；以及公开了一种微波加热驱替实验装置，包括：微波系统、夹持系统和数据收集系统。本发明装置，包含微波系统和夹持系统，可还原不同地层中地层压力、温度以及地下水环境，实现多物理场(应力、温度、流动、微波)下非常规气体(煤层气或页岩气)的解吸扩散过程中煤岩渗透率的测试研究，为煤岩改性开采非常规天然气提供理论依据和实验支撑；并能够直接对原煤进行测试，无需对实验样品进行打孔挖槽等处理，有效避免了因打孔挖槽处理造成煤样新裂隙的影响，提高渗透率实验测试的准确性和可靠性。

技术领域

本发明属于实验研究装置，具体涉及一种微波加热驱替实验装置及其夹持系统。

背景技术

煤储层，具有热敏感性和双重孔隙(孔隙-裂隙)的特点，经过水力压裂后，裂缝中存在滞留水，在复杂的裂隙网络中形成水锁效应，制约了煤层气在煤储层中的渗流和高效产出。

在煤层气开采过程中，随着排水降压过程的进行，煤储层孔隙压力不断降低，煤岩有效应力逐渐变大，压缩渗流通道，渗透率降低；当储层压力降低至临界解吸压力后，吸附于煤岩的气体开始解吸产出，煤基质发生收缩效应，渗透率开始逐渐增大。

导致渗透率发生动态变化的一个主要原因，就是不同排采时间内储层气、水状态的动态变化。探究不同气/水(流体)状态下的煤岩渗透率及其变化过程，可为煤层气排采方法的建立提供重要指导。微波作为一种高效加热手段，以及微波辐射对煤岩改性有独特的效果，可减少水锁效应，以及促进煤岩孔裂隙发育。

然而，目前缺少这方面的特定实验研究装置。有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术存在的问题和/或不足，本发明的目的在于提供一种微波加热驱替实验装置及其夹持系统。该微波加热驱替实验装置，采用特殊的夹持系统夹持实验样品，使实验样品完全暴露在微波辐射的环境中，更好地模拟还原煤在原位状态下的真实情况，并能够直接对原煤进行测试，无需对实验样品进行打孔挖槽等处理，有效避免了因打孔挖槽处理造成煤样新裂隙的影响，提高渗透率实验测试的准确性和可靠性。

本发明提供的一种夹持系统，包括：热缩管(11)、封头(12)、封头端塞(15)、压环(16)和陶瓷筒体(28)；

其中，

热缩管(11)为两端开口的中空结构；

封头(12)的左端设有封头丝孔(14)，封头丝孔(14)的底部设有贯通封头(12)左右两端的流体管路(13a)；封头(12)的右端可置于热缩管(11)内并与热缩管(11)内壁紧密接触；

封头(12)的数量为两个，左右对称置于热缩管(11)内并将实验样品夹持在热缩管(11)中间；

封头端塞(15)带有外螺纹并与封头丝孔(14)的内螺纹相匹配；流体管路(13b)穿过封头端塞(15)并与封头端塞(15)的一端齐平；

封头端塞(15)的数量为两个，分别与左右两端封头(12)的封头丝孔(14)连接；

当封头端塞(15)与封头丝孔(14)连接时，流体管路(13b)与流体管路(13a)连通；

陶瓷筒体(28)为两端开口的中空结构，其两端设有内螺纹；

压环(16)带有外螺纹并与陶瓷筒体(28)两端的内螺纹相匹配；

压环(16)的左端设有压环丝孔(19)、围压丝孔(21)、轴压丝孔(23)，压环(16)的右端设有凹槽(17)，凹槽17的内径与封头12的外径相匹配；

压环丝孔(19)的底部设有贯通压环(16)左右两端的通孔(18)，压环端塞(25)带有外螺纹并与压环丝孔(19)的内螺纹相匹配；