一种用于冲击波增渗煤层模拟实验的试件制造技术

技术编号:13869871 阅读:78 留言:0更新日期:2016-10-20 10:12
本实用新型专利技术是用于物理模拟实验设备技术领域,具体是一种用于冲击波增渗煤层模拟实验的试件。解决了通过物理模拟实验建立波动参数与煤岩致裂效应、渗透率变化特征之间的量化关系的问题,包括外壳、应变砖和煤样块应变片,所述的外壳是无底的矩形壳状体,外壳内侧除底部的其他五个面的中间位置固定有应变砖,外壳内固定有煤样块,煤样块除底部的其他五个面的中间位置固定有两块互相垂直放置煤样块应变片,两块煤样块应变片分别固定在竖直方向和水平方向,应变砖压在两块煤样块应变片表面上。本实用新型专利技术制作的试件尺度大,便于实验过程中记录变形特性和统计裂隙发育情况,煤样块外表水泥沙浆起到模拟围岩的作用。

【技术实现步骤摘要】

本技术是用于物理模拟实验设备
,具体是一种用于冲击波增渗煤层模拟实验的试件
技术介绍
我国有着丰富的煤层气资源,开发和利用煤层气有着远大的前景。然而我国煤田地质条件比较复杂,煤储层多具有“三低一高”的特征:储层压力低、储层渗透率低、常规水力压裂造缝所占比例低,煤储层的吸附能力高。因此,制约煤层气开发的主要技术瓶颈是如何提高煤层的渗透性,包括致裂增透和解堵增渗。传统煤层气增产技术多采用压裂、割缝和驱替等,这些措施针对特定区域取得了一定效果,但受自然条件等因素制约,很难推广应用。高功率脉冲技术是当代高新技术的支撑学科之一,它以慢的方式储存能量,然后借助各种开关的快速切换实现脉冲压缩、功率放大、用很短的时间、很高的强度以单个脉冲或受控的重复脉冲形式,将高功率电磁能量瞬间释放给负载。各种高功率负载以不同的物理原理将高功率电磁能量转换为所需要的能量形式,在可控的区域形成极端的物理环境,实现一般功率下所不能实现的功能。高功率脉冲技术增渗煤储层是将产生的冲击波作用煤储层,达到增渗的目的。目前,这项技术还缺少煤岩致裂效应、渗透率变化特征与波动参数之间的量化关系。通过物理模拟实验可以建立波动参数与煤岩致裂效应、渗透率变化特征之间的量化关系,但要想实现冲击波增透煤层物理模拟实验,首先必须解决的问题是:制作一定尺度,尽量体现实际煤岩特性,防止试件快速破碎,便于实验数据统计的实验试件。
技术实现思路
本技术为了解决通过物理模拟实验建立波动参数与煤岩致裂效应、渗透率变化特征之间的量化关系的问题,提供一种用于冲击波增渗煤层模拟实验的试件。本技术采取以下技术方案:一种用于冲击波增渗煤层模拟实验的试件,包括外壳、应变砖和煤样块应变片,所述的外壳是无底的矩形壳状体,外壳内侧除底部的其他五个面的中间位置固定有应变砖,外壳内固定有煤样块,煤样块除底部的其他五个面的中间位置固定有两块互相垂直放置煤样块应变片,两块煤样块应变片分别固定在竖直方向和水平方向,应变砖压在两块煤样块应变片表面上。所述的外壳是用水泥沙浆浇筑而成。所述的应变砖是由水泥砂浆制成的1cm×5cm×5cm的方块砖体。所述的煤样块应变片是PVDF电阻应变片。与现有技术相比,本技术制作的试件尺度大,便于实验过程中记录变形特性和统计裂隙发育情况,煤样块外表水泥沙浆起到模拟围岩的作用;从材料相似性角度来看,采用水泥砂浆模型模拟煤层围岩的增渗模型实验;试件制作过程方便,成本低廉。附图说明图1是本技术结构示意图;图中1-煤样块,2-外壳,3-应变砖,4-煤样块应变片。具体实施方式如图1所示,一种用于冲击波增渗煤层模拟实验的试件,包括外壳2、应变砖3和煤样块应变片4,所述的外壳2是无底的矩形壳状体,外壳2内侧除底部的其他五个面的中间位置固定有应变砖3,外壳2内固定有煤样块1,煤样块1除底部的其他五个面的中间位置固定有两块互相垂直放置煤样块应变片4,两块煤样块应变片4分别固定在竖直方向和水平方向,应变砖3压在两块煤样块应变片4表面上。所述的外壳2是用水泥沙浆浇筑而成。所述的应变砖3是由水泥砂浆制成的1cm×5cm×5cm的方块砖体。所述的煤样块应变片4是PVDF电阻应变片。具体实验步骤如下:1.将大块煤样品切割成15cm×15cm×15cm的正方体块状;切割好后对正方体煤块的每个表面实施进一步的打磨和磨平,并对每个表面进行清理,去除表面的煤粉,以便下一步粘贴应变片;并对煤样块的全部表面进行贴签标记(标记号为1、2、3、4、5、6),便于后续的实验中比对;2.对正方体煤样块的表面进行应变片的的粘贴。贴上标签“6”的面为预留观察面,其余5个面各自在中心位置粘贴2个应变片,2片应变片的位置为互相垂直,以便测试横向和纵向方向的变形特征,并保证应变片的牵引导线(电缆线)控制在2米左右。(即每个煤块样品上的粘贴应变片数量为10个,牵引导线为20根,对每根导线做好标记。)3.实验过程中,为保证煤块不会很快被震碎,并模拟煤层在围压作用下受冲击波的影响,在煤样块的四周和顶面(即标签为1、2、3、4、5面)粘糊一层一定厚度的水泥,留煤样块的一面(即标签为6面)作为观察裂隙产生规律。具体的制作为:首先,制作边长25cm的正方体硬纸质模具,模具有4面,无顶面和底面,将粘贴好应变片的煤块放入模具的正中间位置,这样纸质模具中便留出了5cm宽度的空隙,向模具的四周空隙和顶面空隙中倒入已经混合好的不同配比的水泥沙浆,煤样的外围边形成了5cm厚度的水泥砂浆,在灌浆的过程中注意将各个煤样表面的应变片导线对应牵引出来,四周的的水泥浆和顶面的水泥浆中放入应变砖,同时引出应变砖的导线。最后将整个试件放置养护30天,直至水泥浆完全固化。4.试件加工好后,即可进行冲击波实验。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于冲击波增渗煤层模拟实验的试件,其特征在于:包括外壳(2)、应变砖(3)和煤样块应变片(4),所述的外壳(2)是无底的矩形壳状体,外壳(2)内侧除底部的其他五个面的中间位置固定有应变砖(3),外壳(2)内固定有煤样块(1),煤样块(1)除底部的其他五个面的中间位置固定有两块互相垂直放置煤样块应变片(4),两块煤样块应变片(4)分别固定在竖直方向和水平方向,应变砖(3)压在两块煤样块应变片(4)表面上。

【技术特征摘要】
1.一种用于冲击波增渗煤层模拟实验的试件,其特征在于:包括外壳(2)、应变砖(3)和煤样块应变片(4),所述的外壳(2)是无底的矩形壳状体,外壳(2)内侧除底部的其他五个面的中间位置固定有应变砖(3),外壳(2)内固定有煤样块(1),煤样块(1)除底部的其他五个面的中间位置固定有两块互相垂直放置煤样块应变片(4),两块煤样块应变片(4)分别固定在竖直方向和水平方向,应变砖(3)压在两块煤...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵丽娟段宏飞程虹铭
申请(专利权)人:山西大同大学
类型:新型
国别省市:山西;14

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