[发明专利]一种多场耦合压裂-驱替协同强化瓦斯抽采试验装置

摘要

一种多场耦合压裂‑驱替协同强化瓦斯抽采试验装置，适用于实验室中模拟多场耦合压裂‑驱替协同强化瓦斯抽采试验使用。包括利用透明材料制成的可视化箱体，可视化箱体上设有加载系统、气源系统、温控系统、摄像系统和压‑驱‑抽系统，加载系统、气源系统、温控系统、摄像系统和压‑驱‑抽系统分别与数据采集与控制系统相连接。其结构简单，使用方便，实现了箱体煤层渗流场、温度场、表面裂隙场可视化，为研究低渗透煤层瓦斯高效抽采及煤与瓦斯突出防治奠定基础。

主权项

1.一种多场耦合压裂‑驱替协同强化瓦斯抽采试验装置，其特征在于：它包括利用透明材料制成的可视化箱体(1)，可视化箱体(1)上设有加载系统、气源系统、温控系统、摄像系统和压‑驱‑抽系统，加载系统、气源系统、温控系统、摄像系统和压‑驱‑抽系统分别与数据采集与控制系统相连接；所述可视化箱体(1)为长方体结构，可视化箱体(1)包括箱体腔体(3)和设置在顶部的箱体盖板(2)，箱体腔体(3)和箱体盖板(2)之间设有密封圈(4)并利用密封螺栓(5)固定，箱体腔体(3)后侧壁均匀开有多个用于安装多种类型传感器安装孔(10)和多功能钻孔安装孔(11)，安装的传感器包括气压传感器(16)、温度传感器(22)、应力传感器(23)，多功能钻孔安装孔(11)内设有多功能钻孔(25)，箱体腔体(3)内的底部设有与可视化箱体(1)底部等大的多功能金属板(6)，多功能金属板(6)材料为透气性较好的泡沫金属构成，多功能金属板(6)底部设有与箱体腔体外侧连通的充气口(8)，充气口(8)通过管路与气源系统相连接；所述加载系统包括设置在可视化箱体(1)的顶部箱体盖板内、箱体腔体(3)的左侧壁内和前侧壁内设有多个透明加载板(12)，每个透明加载板(12)上设有加载活塞(13)，加载活塞(13)穿过箱体壁连通加压油缸；所述气源系统包括高压甲烷气瓶和二氧化碳气瓶，气体压力不低于6MPa，高压气瓶通过真空泵利用气管管路与可视化箱体(1)内的多功能金属板(3)上的充气口(8)连接，气管管路上设有流量计；所述温控系统包括设置在多功能金属板(6)表面的热电阻丝(7)，热电阻丝(7)通过多功能金属板(6)上设置的接线口(9)与温度调节装置线路连接，用于对设置在可视化箱体(1)内的煤样进行加热处理；所述摄像系统包括设置在可视化箱体(1)一侧的高速摄像机(14)，用于实时捕捉箱体内部煤层表面裂纹发育、演化特征；所述数据采集与控制系统包括相互连接的高速数据采集板和计算机，分别采集或控制可视化箱体(1)煤体内部瓦斯压力、温度、煤体表面裂纹形态以及抽采瓦斯流量；所述压‑驱‑抽系统包括设置在可视化箱体(1)的多功能钻孔(25)以及相互连接的压裂泵、流量计、柱塞泵和气相色谱仪。