Simulation of coal seam fracturing effect of drainage device for monitoring coal changes, including fracturing confining pressure power system, gas injection system, fracturing testing system and computer; air outlet and air inlet fracturing test system of gas injection system of the connected computer; respectively through the data line and the confining pressure fracturing and testing system of power system and gas fracturing injection connection. The utility model has the advantages of reasonable design, through fracturing confining pressure dynamic system in turn into the pre fracturing pipe fluid, sand carrying fluid, displacing fluid, through the gas injection system and confining pressure device to the ring holder into the high-pressure gas and regulate the pressure of gas injection volume, by controlling the computer connected fracturing confining pressure power system, gas injection system, confining pressure device, monitoring device, ring holder and fracturing pipe, different coal seam parameters, monitoring of different strata stress parameters and different particle size under the condition of coal seam fracturing and hydraulic fracturing under output pulverized coal output.
【技术实现步骤摘要】
本技术属于煤矿安全
,具体涉及一种模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置。
技术介绍
为了开发我国丰富的煤层气资源,我国煤层气工作者在借鉴美国等国家煤层气开发成功经验基础上,经过三十余年的煤层气基础理论研究与勘探开发实践,逐渐形成了“有利区块优选-钻井-压裂-排水采气”的煤层气勘探开发基础思路,在此基本思想指导下我国地面煤层气年产气量由2006年的1亿m3增加到2015年的44.25亿m3,煤层气年产气量以每年20%~30%的速度递增。在煤层气产量迅猛增加的同时,煤层气开发深度由原来的400~600m为主到目前的700~1000m为主。随着煤层气开发深度的增加,煤层所受压力显著增加,煤的变形程度增加,导致煤层气井排采时煤粉产出量明显增加。排采初期,煤层气井的主要任务是排水降压,此阶段裂隙中煤粉可能会随着水产出。煤粉产出一方面可能使煤层裂隙宽度增加;另一方面缺少了煤粉的支撑,裂隙的支撑能力下降,裂隙宽度可能减少。在双重作用下,变形程度差异导致排水阶段煤粉产出量与渗透率关系变得复杂。进入产气阶段,游离气的压力和冲力作用可能使煤层中的煤粉进一步产出,煤储层渗透率的大小既与煤粉产出量有关,同时又与气体解吸、有效应力有关,渗透率与煤粉产出量关系更加复杂。确定产水阶段和产气阶段煤粉产出量与渗透率的关系,能为合理制定排采工作制度奠定基础,以便更有利于煤层气井的产气。为了查明煤层气井不同排采阶段煤粉产出量与压差、水量、气量的关系,我国煤层气工作者曾借助压裂模拟设备,铺置不同的支撑剂和煤粉,在不同压差和流量下测试煤粉、支撑剂的产出量,并建立数学模型得出煤粉产出临界条件 ...
【技术保护点】
模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置,其特征在于:包括压裂围压动力系统、注气系统、压裂测试系统和计算机;注气系统的出气端与压裂测试系统的进气端连接;计算机分别通过数据线与压裂围压动力系统、注气系统和压裂测试系统连接;压裂围压动力系统包括压裂液注入装置和围压加载装置,压裂液注入装置的出液端通过压裂管与压裂测试系统的进液端连接;压裂液注入装置包括第一集线器、平流泵、第一压力计和若干个压裂液储存缸,所有的压裂液储存缸分别通过第一管道与压裂管的进液口连接,其中一个压裂液储存缸内设有自动搅拌器,每根第一管道上均设有自动控制阀,平流泵和第一压力计依次设置在压裂管上,平流泵、自动搅拌器以及所有的自动控制阀分别通过数据线与第一集线器连接;围压加载装置包括围压泵、第二集线器和电机,围压泵包括泵体、活塞和螺杆组成,泵体外形为圆筒形且泵体垂直设置,泵体的外壳为双层结构,泵体内壁沿其轴向方向设有导向槽,活塞的外缘设有导向块,活塞通过导向块插设在导向槽内与泵体内壁滑动连接,活塞外缘与泵体的内壁密封连接,活塞的底面同轴向设有套管,套管内壁设有内螺纹,螺杆同轴线插设在泵体内,螺杆的上端穿设在套管内且与套管螺纹连接, ...
【技术特征摘要】
1.模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置,其特征在于:包括压裂围压动力系统、注气系统、压裂测试系统和计算机;注气系统的出气端与压裂测试系统的进气端连接;计算机分别通过数据线与压裂围压动力系统、注气系统和压裂测试系统连接;压裂围压动力系统包括压裂液注入装置和围压加载装置,压裂液注入装置的出液端通过压裂管与压裂测试系统的进液端连接;压裂液注入装置包括第一集线器、平流泵、第一压力计和若干个压裂液储存缸,所有的压裂液储存缸分别通过第一管道与压裂管的进液口连接,其中一个压裂液储存缸内设有自动搅拌器,每根第一管道上均设有自动控制阀,平流泵和第一压力计依次设置在压裂管上,平流泵、自动搅拌器以及所有的自动控制阀分别通过数据线与第一集线器连接;围压加载装置包括围压泵、第二集线器和电机,围压泵包括泵体、活塞和螺杆组成,泵体外形为圆筒形且泵体垂直设置,泵体的外壳为双层结构,泵体内壁沿其轴向方向设有导向槽,活塞的外缘设有导向块,活塞通过导向块插设在导向槽内与泵体内壁滑动连接,活塞外缘与泵体的内壁密封连接,活塞的底面同轴向设有套管,套管内壁设有内螺纹,螺杆同轴线插设在泵体内,螺杆的上端穿设在套管内且与套管螺纹连接,螺杆的下端伸入到泵体的外壳内后固定连接有从动轮,电机的主轴垂直向下连接有主动轮,主动轮通过皮带与从动轮连接,沿泵体的轴向方向并排间隔设有若干组激光测长器;泵体顶部通过第二管道与压裂测试系统连接,第二管道上设有第二压力计;电机、第一压力计、第二压力计以及所有的激光测长器分别通过数据线与第二集线器连接;第一集线器和第二集线器分别通过数据线与计算机连接。2.根据权利要求1所述的模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置,其特征在于:注气系统包括气瓶,气瓶通过注气管连接有管路汇集器,注气管上沿气体流动方向依次设有空气压缩机、气体增压泵、增压器、减压阀、第三压力计和安全阀;管路汇集器的出气口与压裂测试系统的进气口连接。3.根据权利要求2所述的模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置,其特征在于:压裂测试系统包括夹持器、底座和压裂控制装置,夹持器包括套筒和岩样卡套,套筒为左右通透的圆筒形结构,套筒通过支架沿左右水平方向上固定在底座上,岩样卡套外形为圆筒形,岩样卡套位于套筒内且与套筒同轴线设置,岩样卡套的长度小于套筒的长度,压裂管外套设有一段活动管,活动管外套设有固定管,活动管的长度大于固定管的长度...
【专利技术属性】
技术研发人员:李志恒,倪小明,吕闰生,孙小婷,
申请(专利权)人:河南理工大学,
类型:新型
国别省市:河南;41
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