[发明专利]测量煤体吸附和解吸煤层气过程温度及热量的系统及方法

摘要

测量煤体吸附和解吸煤层气过程温度及热量的系统及方法，属于煤层气开采技术领域。所述测量煤体吸附和解吸煤层气过程温度及热量的系统包括：三轴压力腔、三轴应力加载装置、温度检测装置、气体量测装置和数据处理装置，三轴压力腔包括第一腔体和第二腔体，第一腔体位于第二腔体之上，第一腔体内设有上压头和下压头，煤样的一端固定在上压头上，另一端固定在下压头上；三轴应力加载装置包括油缸、油泵、多通阀和瓦斯高压气瓶；温度检测装置包括宽带光源、光纤耦合器、光纤布拉格光栅传感器阵列和光纤解调器；气体测量装置包括量筒；数据处理装置包括单片机和显示器。该系统能够模拟煤层气的吸附和解吸过程，并对吸附热和解吸热进行测量。

主权项

一种测量煤体吸附和解吸煤层气过程温度及热量的系统，其特征在于，所述测量煤体吸附和解吸煤层气过程温度及热量的系统包括：三轴压力腔、三轴应力加载装置、温度检测装置、气体量测装置和数据处理装置；三轴压力腔包括第一腔体(1)和第二腔体(2)，第一腔体(1)位于第二腔体(2)之上，第一腔体(1)内设有上压头(3)和下压头(4)，上压头(3)固定在第一腔体(1)顶部，煤样(5)的一端固定在上压头(3)上，另一端固定在下压头(4)上，轴压头(6)位于第二腔体(2)内，且轴压头(6)的一端伸入第一腔体(1)与下压头(4)连接，煤样(5)、上压头(3)和下压头(4)外套有热塑套；三轴应力加载装置包括油缸(7)、油泵(8)、多通阀(9)和瓦斯高压气瓶(10)，油缸(7)和油泵(8)连接，油泵(8)和多通阀(9)连接，第一腔体(1)顶部设有围压孔(11)，围压孔(11)与多通阀(9)的一个阀门通过第一管路(12)连接；第二腔体(2)底部设有轴压孔(13)，轴压孔(13)与多通阀(9)的另一个阀门通过第二管路(14)连接；上压头(3)上设有进气孔(15)，进气孔(15)在上压头(3)内延伸至上压头(3)与煤样(5)接触的端面，进气孔(15)与瓦斯高压气瓶(10)通过第三管路(16)连接，第三管路(16)上设有进气阀(17)和高压调节阀(18)；温度检测装置包括宽带光源(19)、光纤耦合器(20)、光纤布拉格光栅传感器阵列(21)和光纤解调器(22)，煤样(5)内设有传感器安装孔，光纤布拉格光栅传感器阵列(21)安装在传感器安装孔内，光纤耦合器(20)通过光纤与光纤布拉格光栅传感器阵列(21)中的每个光纤布拉格光栅传感器连接，每个光纤布拉格光栅传感器的检测点的位置均不同，宽带光源(19)与光纤耦合器(20)通过光纤连接，光纤耦合器(20)与光纤解调器(22)通过光纤连接；气体测量装置包括量筒(23)，下压头(4)上设有第一出气孔(24)，轴压头(6)上设有第二出气孔(25)，第一出气孔(24)、第二出气孔(25)和量筒(23)通过第四管路(26)连接，第四管路(26)上设有出气阀(27)；数据处理装置包括单片机(28)和显示器(29)，单片机(28)通过数据线和光纤解调器(22)连接，显示器(29)与单片机(28)通过数据线连接。