可控频率振动法提高煤层瓦斯采收率的实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及煤层气开采技术领域，具体的说是一种可控频率振动法提高煤层瓦斯采收率的实验装置及方法。包括装样系统、注气与流量监测系统以及数据收集系统；装样系统包括用于盛装煤粉的刚性缸体、用于向煤粉施加载荷的加载机构以及用于驱动刚性缸体整体以可控频率振动的振动机构；注气与流量监测系统包括与刚性缸体相连的气瓶和通风橱；数据收集系统包括多个固体压力传感器、多个气体压力传感器以及计算机。本发明专利技术旨在提供一种可控频率振动法提高煤层瓦斯采收率的实验装置及方法，为研究可控频率振动法提高煤层瓦斯抽采率提供实验支撑和技术支持。

Experimental device and method for improving coal seam gas recovery by controllable frequency vibration method

【技术实现步骤摘要】
可控频率振动法提高煤层瓦斯采收率的实验装置及方法
本专利技术涉及煤层气开采
，具体的说是一种可控频率振动法提高煤层瓦斯采收率的实验装置及方法。
技术介绍
我国存在“富煤、贫油、少气”的能源格局，近年来随着环保要求的提高，国民经济对清洁能源的需求不断增加，天然气缺口不断增大。相反的是，我国作为煤炭资源大国，煤层中含有大量的瓦斯气体（主要成分为甲烷），这一部分瓦斯气体的高效开发可在很大程度上改善我国的能源结构，弥补我国天然气缺口大这一局面。然而，由于我国含煤盆地经历了多期次的构造作用，煤层普遍具有“高应力、低渗透、非均质”的特征，导致我国煤层瓦斯抽采效率低。目前，常用的提高煤层瓦斯抽采率的方法主要为水力化作业法，例如：水力压裂、水力割缝等。但是，水力化作业法存在注入煤层的水排出难度大、存在瓦斯抽采盲区等不足，使得其适用范围受限。土力学研究中的沙土液化现象，正是由于饱和细砂土体在振动作用下砂土颗粒间有效应力的降低所致。实际上，当煤层有效应力降低时，煤体裂隙开度将明显增大，煤体渗透率将有效提高，这对煤层瓦斯抽采将极为有利。然而不同振动频率下的振动作用对煤层瓦斯的抽采效果如何,不同地质条本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可控频率振动法提高煤层瓦斯采收率的实验装置，其特征在于：包括装样系统、注气与流量监测系统以及数据收集系统；装样系统包括用于盛装煤粉（8）的刚性缸体（9）、用于向煤粉（8）施加载荷的加载机构以及用于驱动刚性缸体（9）整体以可控频率振动的振动机构，加载机构包括设置在刚性缸体（9）内腔中部位置的液压千斤顶（7），刚性缸体（9）内腔位于液压千斤顶（7）的一侧形成用于容纳煤粉（8）的装料区，液压千斤顶（7）相背于装料区的一侧设有用于推动液压千斤顶（7）沿刚性缸体（9）长度方向运动的液压推杆（6），且液压推杆（6）通过液压控制阀门（20）与液压泵（21）相连，振动机构包括固定设置在刚性缸体（9）上的振...

【技术特征摘要】
1.可控频率振动法提高煤层瓦斯采收率的实验装置，其特征在于：包括装样系统、注气与流量监测系统以及数据收集系统；装样系统包括用于盛装煤粉（8）的刚性缸体（9）、用于向煤粉（8）施加载荷的加载机构以及用于驱动刚性缸体（9）整体以可控频率振动的振动机构，加载机构包括设置在刚性缸体（9）内腔中部位置的液压千斤顶（7），刚性缸体（9）内腔位于液压千斤顶（7）的一侧形成用于容纳煤粉（8）的装料区，液压千斤顶（7）相背于装料区的一侧设有用于推动液压千斤顶（7）沿刚性缸体（9）长度方向运动的液压推杆（6），且液压推杆（6）通过液压控制阀门（20）与液压泵（21）相连，振动机构包括固定设置在刚性缸体（9）上的振动器（10）和控制振动器（10）以特定频率振动的控制器（11）；注气与流量监测系统包括气瓶（1）和通风橱（15），在气瓶（1）和刚性缸体（9）的装料区之间的连通管路上依次设有气体增压泵（2）、入口气体压力调节阀（3）、入口气体阀门（4）以及入口气体流量计（5），在通风橱（15）和刚性缸体（9）的装料区之间的连通管路上依次设有出口气体流量计（14）、出口气体阀门（13）以及出口气体压力调节阀（12）；数据收集系统包括多个固体压力传感器（19）、多个气体压力传感器（18）以及计算机（16），多个固体压力传感器（19）间隔埋设在煤粉（8）中并用于检测煤粉（8）内部应力，多个气体压力传感器（18）间隔设置在刚性缸体（9）的侧壁上并用于检测装料区位置的气体压力，计算机（16）与固体压力传感器（19）、气体压力传感器（18）、入口气体流量计（5）以及出口气体流量计（14）相连，并用于绘制对应的应力变化曲线、压力变化曲线以及气体流量曲线。2.根据权利要求1所述的可控频率振动法提高煤层瓦斯采收率的实验装置，其特征在于：固体压力传感器（19）和气体压力传感器（18）的数量分别为三个，三个固体压力传感器（19）等距间隔埋设在煤粉（8）中，三个气体压力传感器（18）等距间隔固定在刚性缸体（9）的侧壁上。3.根据权利要求1所述的可控频率振动法提高煤层瓦斯采收率的实验装置，其特征在于：刚性缸体（9）的装料区还连接有真空泵（17），真空泵（17）的末端与通风橱（15）相连。4.通过权利要求1的可控频率振动法提高煤层瓦斯采收率的实验装置的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：1）、在刚性缸体（9）的装料区内装入煤粉（8），并在煤粉（8）中等间距的埋入三个固体压力传感器（19）；2）、启动液压泵（21），打开液压控制阀门（20），通过液压推杆（6）推动液压千斤顶（7）对装料区中的煤粉（8）进行压实；3）、煤粉（8）压实至实验设定的载荷后，打开气瓶（1），启动气体增压泵（2）对气瓶（1）中的气体进行增压，接着调节入口气体压力调节阀（3）以稳定入...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜志刚，严家平，黄强，高富强，张小东，孙成城，郭进军，刘翠然，王小强，杜艳强，魏艳卿，马军，
申请(专利权)人：洛阳理工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41