本实用新型专利技术公开了一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置，属于提高煤层气采收率的装置。该装置由注气系统和压力釜向三轴渗流装置提供气源，由加载系统为三轴渗流装置提供轴压、围压，利用水浴箱提供试验所需温度。装置包括：注气系统、增压装置、压力釜、温度控制系统、三轴渗流装置、加载系统、集气系统、抽真空系统、数据采集系统。本实用新型专利技术注气系统可以保证气源压力稳定，液态CO2经过增压装置增压再通入压力釜中经过水浴加热，达到超临界状态；通过水浴加热，温度控制系统可以保证压力釜和三轴渗流装置温度稳定，并检查装置气密性；三轴渗流装置出气端的压力为大气压力，增加取气装置可以保证流体平稳流出。
【技术实现步骤摘要】
一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置
本技术涉及煤层气增采
范畴，尤其涉及一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置。
技术介绍
我国煤层气资源丰富，煤层气赋存条件复杂，高瓦斯煤层和突出矿井煤层普遍为低渗透煤层。目前，主要采用钻孔抽采、水压致裂抽采、水力割缝抽采和注水驱气等方法提高煤层气的采收率，但效果不理想。并且随着煤层开采深度增加，地应力、煤层气孔隙压力和地温增加，煤层透气性降低，也造成煤层气采收率较低。利用CO2强化储存煤层气回采方法(ECBM)可以显著提高采收率，但降低煤层渗透性，并且容易诱发煤与CO2突出事故。当煤层埋藏深度超过800m，煤层的原岩温度和压力使CO2达到超临界状态，超临界CO2黏度与气态CO2相近，密度与液态CO2相近，具有零表面张力、高扩散系数等特点。煤层注入超临界CO2可以有效驱替煤层CH4、提高煤层气采收率，还可以改善煤层结构、提高煤层渗透性。为了详细研究超临界CO2提高煤层渗透性规律，需要对原有试验装置进行革新。
技术实现思路
本技术一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置的目的在于，改变现有试验装置压力不稳定，实现有效控制流体相态与试验温度。为改变煤层气采收率低的现状、提高煤层气采收率，提供了一种可以有效改变煤层结构、提高煤层渗透性的装置。为实现上述目的，本技术的技术方案为：一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置，包括：注气系统21、增压装置22、压力釜7、温度控制系统23、三轴渗流装置9、加载系统24、集气系统25、抽真空系统26和数据采集系统27；所述注气系统21由N2瓶1和液态CO2瓶2组成，所述N2瓶1通过六通阀6与压力釜7一端相连，所述液态CO2瓶2通过增压装置22与压力釜7连接，压力釜7另一端通过阀门8与三轴渗流装置9注入端连接，三轴渗流装置9出气端通过六通阀15分别与加载系统24、集气系统25和抽真空系统26连接；所述压力釜7与三轴渗流装置9均位于温度控制系统23中；数据采集系统27与六通阀6或六通阀15连接。其中，所述的注气系统21中，液态CO2经增压装置22升压后直接注入压力釜7，经过温度控制系统23恒温水浴加热，达到超临界状态。其中，所述的增压装置22由增压泵3和空气压缩机4构成。其中，所述的温度控制系统23包括水浴箱5。其中，所述的加载系统24由手动压力泵11和稳压器10构成。其中，所述的抽真空系统26包括真空泵14。其中，所述的集气系统25由取气装置12和流量计13组成。其中，所述的数据采集系统27包括数据采集仪16、17。本技术一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置的有效益处：在实验室三轴渗流装置基础上，本技术增设了注气系统、压力釜、温度控制系统，并且将压力釜和三轴渗流装置放置在水浴箱中恒温水浴加热；注气系统可以保证气源压力稳定，液态CO2经过增压装置增压再通入压力釜中经过水浴加热，达到超临界状态；通过水浴加热，温度控制系统可以保证压力釜和三轴渗流装置温度稳定，并检查装置气密性；三轴渗流装置出气端的压力为大气压力，增加取气装置可以保证流体平稳流出。附图说明图1为本技术一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置的系统示意图；图1中，1-N2瓶；2-液态CO2瓶；3-增压泵；4-空气压缩机；5-水浴箱；6-六通阀；7-压力釜；8-阀门；9-三轴渗流装置；10-稳压器；11-手动压力泵；12-取气装置；13-流量计；14-真空泵；15-六通阀；16、17-数据采集仪；21-注气系统；22-增压装置；23-温度控制系统；24-加载系统；25-集气系统；26-抽真空系统；27-数据采集系统。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。图1为本技术一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置的系统示意图，由图1可见，本技术一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置包括：注气系统21、增压装置22、压力釜7、温度控制系统23、三轴渗流装置9、加载系统24、集气系统25、抽真空系统26和数据采集系统27；所述注气系统21由N2瓶1和液态CO2瓶2组成，所述N2瓶1通过六通阀6与压力釜7一端相连，所述液态CO2瓶2通过增压装置22与压力釜7连接，压力釜7另一端通过阀门8与三轴渗流装置9注入端连接，三轴渗流装置9出气端通过六通阀15分别与加载系统24、集气系统25和抽真空系统26连接；所述压力釜7与三轴渗流装置9均位于温度控制系统23中；数据采集系统27与六通阀6或六通阀15连接。所述的注气系统21中，液态CO2经增压装置22升压后直接注入压力釜7，经过温度控制系统23恒温水浴加热，达到超临界状态。所述的增压装置22由增压泵3和空气压缩机4构成。所述的温度控制系统23包括水浴箱5。所述水浴箱5温度可调节范围为20℃-60℃，实际使用时温度为30℃-60℃，水浴箱5保证了压力釜和三轴渗流装置温度的稳定，利用水浴加热温度控制系统可以检查装置气密性。所述的加载系统24为三轴渗流装置9提供轴压和围压，加载系统24由手动压力泵11和稳压器10构成，利用手动压力泵11对试件施加轴压、围压，压力变化范围为0-15MPa。所述的抽真空系统26包括真空泵14。所述的集气系统25由取气装置12和流量计13组成。所述的数据采集系统27包括数据采集仪16、17，可以精准记录试验全过程的孔隙压力、轴压和围压。本技术一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置的操作方法如下：(1)制备煤试件。利用煤岩切割机沿煤层层理方向钻取煤试件，尺寸为φ50×100mm。(2)将煤试件放入装置中。(3)检查装置气密性。调节外置温控器将水浴箱5加热至试验最高温度55℃，利用手动压力泵11交替施加轴压和围压至试验最大值12MPa；利用增压装置对CO2增压至试验最高压力14MPa，注入压力釜7内，CO2达到超临界状态；稳定1小时后检查试验系统，若数据采集系统中压力无变化表明试验系统气密性良好。(4)开启抽真空系统，将系统抽真空。(5)关闭阀门8、六通阀15，打开六通阀6。预热试验系统，打开增压装置，控制增压泵3对液态CO2加压再通入压力釜7内，经过水浴加热，CO2达到超临界状态。(6)当超临界CO2压力值至预定值，关闭六通阀6，打开阀门8，充分吸附24小时。通过数据采集系统记录压力釜7内初始压力和吸附饱和时压力值。(7)关闭阀门8，打开六通阀15，释放游离气体。(8)开启加载系统，利用手动压力泵11对煤样交替施加轴压和围压至预定值，打开六通阀6，通入一定压力N2，N2压力低于围压，待气体流速稳定后，打开取气装置12，再利用流量计13测取流量，测量三次求平均值。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置，其特征在于，包括：注气系统(21)、增压装置(22)、压力釜(7)、温度控制系统(23)、三轴渗流装置(9)、加载系统(24)、集气系统(25)、抽真空系统(26)和数据采集系统(27)；所述注气系统(21)由N2瓶(1)和液态CO2瓶(2)组成，所述N2瓶(1)通过六通阀(6)与压力釜(7)一端相连，所述液态CO2瓶(2)通过增压装置(22)与压力釜(7)连接，压力釜(7)另一端通过阀门(8)与三轴渗流装置(9)注入端连接，三轴渗流装置(9)出气端通过六通阀(15)分别与加载系统(24)集气系统(25)和抽真空系统(26)连接；所述压力釜(7)与三轴渗流装置(9)均位于温度控制系统(23)中；数据采集系统(27)与六通阀(6)或六通阀(15)连接。
【技术特征摘要】
1.一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置，其特征在于，包括：注气系统(21)、增压装置(22)、压力釜(7)、温度控制系统(23)、三轴渗流装置(9)、加载系统(24)、集气系统(25)、抽真空系统(26)和数据采集系统(27)；所述注气系统(21)由N2瓶(1)和液态CO2瓶(2)组成，所述N2瓶(1)通过六通阀(6)与压力釜(7)一端相连，所述液态CO2瓶(2)通过增压装置(22)与压力釜(7)连接，压力釜(7)另一端通过阀门(8)与三轴渗流装置(9)注入端连接，三轴渗流装置(9)出气端通过六通阀(15)分别与加载系统(24)集气系统(25)和抽真空系统(26)连接；所述压力釜(7)与三轴渗流装置(9)均位于温度控制系统(23)中；数据采集系统(27)与六通阀(6)或六通阀(15)连接。2.根据权利要求1所述的一种超临界CO2提高煤层渗透性的装置，其特征在于，所述的注气系统(21)中，液态CO2经增压装置(22)升压后直接注入压...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，刘雪莹，孙可明，辛利伟，丁鑫，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。