[发明专利]一种三轴渗透率测试与CO2

摘要

本发明公开了一种三轴渗透率测试与CO2驱替模拟试验装置，属于煤层气开采领域，模型系统(1)、气体控制系统(2)、温度控制系统(3)、三轴加载系统(4)、抽真空系统(5)、气体样品采集系统(6)和电气控制及监控系统；由气体控制系统(2)提供试验用气体，由温度控制系统(3)控制试验温度，由三轴加载系统(4)施加围压和轴压，由气体样品采集系统(6)采集气体样品并对气体组分进行分析，由电气控制及监控系统监控试验。该装置能够在实验室内实现CO2驱替的模拟试验过程，并能够通过测量岩样入口端施加的压力脉冲在岩样中的衰减数据，计算得到岩样的渗透率。本装置控温精度高、温度波动性小、便于控制、容易安装、安全可靠。

主权项

1.一种三轴渗透率测试与CO2驱替模拟试验装置，其特征在于，包括：模型系统(1)、气体控制系统(2)、温度控制系统(3)、三轴加载系统(4)、抽真空系统(5)、气体样品采集系统(6)和电气控制及监控系统；所述的模型系统(1)包括岩心夹持器(1.1)、上游参考缸(1.21)、下游参考缸(1.22)、应变测试仪(1.5)和多个控制气体流通的阀门，所述的岩心夹持器(1.1)样品室的入口与上游参考缸(1.21)入口连通、出口与下游参考缸(1.22)入口连通；所述的上游参考缸(1.21)的出口与下游参考缸(1.22)的出口连通，在上游参考缸(1.21)和下游参考缸(1.22)之间设有压差传感器(1.4)；岩样外圆面上设有若干应变片，应变片引线自岩心夹持器(1.1)的端部伸出并与应变测试仪(1.5)电信号连接；所述的上游参考缸(1.21)上连接有压力传感器一(1.31)，下游参考缸(1.22)上连接有压力传感器二(1.32)，岩心夹持器(1.1)样品室上连接有压力传感器三(1.33)；所述的气体控制系统(2)包括高压气瓶、减压阀、气体流量计二(2.32)、恒温水浴(2.5)、空压机(2.6)、气体增压泵(2.7)和多个控制气体流通的阀门，所述的高压气瓶包括氦气高压气瓶(2.11)、二氧化碳高压气瓶(2.12)和甲烷高压气瓶(2.13)，所述的减压阀包括减压阀一(2.21)、减压阀二(2.22)和减压阀三(2.23)；氦气高压气瓶(2.11)、二氧化碳高压气瓶(2.12)和甲烷高压气瓶(2.13)与气体增压泵(2.7)的进气口连接，连接管路穿过恒温水浴(2.5)；所述的减压阀一(2.21)、减压阀二(2.22)和减压阀三(2.23)分别设在氦气高压气瓶(2.11)、二氧化碳高压气瓶(2.12)和甲烷高压气瓶(2.13)出口处管路上，气体流量计二(2.32)设在三个减压阀和恒温水浴(2.5)之间的总管路上；所述的空压机(2.6)和气体增加泵(2.7)连接，气体增压泵(2.7)的出气口与岩心夹持器(1.1)样品室入口和上游参考缸(1.21)入口连接；所述的温度控制系统(3)包括包裹岩心夹持器(1.1)、上游参考缸(1.21)和下游参考缸(1.22)的电加热套，电加热套内设有温度传感器；所述的三轴加载系统(4)包括液压伺服仪(4.1)和环压跟踪泵(4.2)，所述的液压伺服仪(4.1)通过管路与岩心夹持器(1.1)上端的压头连接，连接管路上设有压力传感器五(4.32)；环压跟踪泵(4.2)通过管路与岩心夹持器的环形空间连通，连接管路上设有压力传感器四(4.31)；所述的气体样品采集系统(6)包括气相色谱仪(6.1)、气体流量计五(6.22)、气液分离器(6.4)、背压阀(6.5)、压力传感器六(6.6)及多个控制气体流通的阀门，所述的岩心夹持器(1.1)的样品室的出口通过管路与气相色谱仪(6.1)连接，连接管路上从岩心夹持器(1.1)向气相色谱仪(6.1)的方向上依次设有所述的压力传感器六(6.6)、背压阀(6.5)、气液分离器(6.4)和气体流量计五(6.22)；所述的抽真空系统(5)包括真空泵(5.1)，所述的真空泵(5.1)与气体流量计五(6.22)和气相色谱仪(6.1)之间的管路连通；真空泵(5.1)还与上游参考缸(1.21)和下游参考缸(1.22)之间的管路连通；所述的电气控制及监控系统，包括工控机、显示器及变送仪表、高速摄像机、继电保护和报警电路以及电气控制电路、配电电路及控制软件。