一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置及操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置及操作方法，它包括混合气体供给系统和气体混合系统，混合气体供给系统与气体混合系统通过管路连接；气体混合系统与三轴压力系统通过管路连接；三轴压力系统与真空脱气系统通过管路连接；真空脱气系统与流量测定系统通过管路连接；其特征在于：所述三轴压力系统的三轴压力室（13）的外部安装有电场发生仪（14）；气体混合系统包括气体混合腔（10），水蒸气产生装置（9）与气体混合腔（10）通过管路连接；解决了现有技术没有可改变混合气体湿度且外加电场的三轴渗流装置模拟煤矿开采现场混合气体湿度的变化等技术问题。

A Triaxial Percolation Device for Changing Electric Field and Humidity of Mixed Gas and Its Operation Method

【技术实现步骤摘要】
一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置及操作方法
本专利技术属于渗流
，尤其涉及一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置及操作方法。
技术介绍
我国的储量丰富的煤炭资源，煤层中蕴含大量煤层气资源，在煤层瓦斯运移过程中，渗透率是反映煤层内瓦斯渗流难易程度重要参数之一，同时，渗透率也是瓦斯渗流力学与工程的一个关键研究方向。因此，煤层瓦斯渗透率的测算方法研究对瓦斯渗流力学发展至关重要，同时煤与瓦斯突出等一系列矿山安全问题亟待被解决。在复杂的储层条件下，煤岩中吸附的气体具有不同湿度。随着煤层开采深度的增加，随之带入的空气湿度也加大。而瓦斯是一种含有CH4和CO2等多种混合气体组成的气体，混合气体湿度的不同会导致煤层内瓦斯渗透率存在很大的差异；且经研究可知电场法为提高煤岩层的渗透率提供了一种新的途径，这对于合理有效利用电磁场，对于我国低透气性煤层瓦斯高效抽放、矿井安全生产、保护大气环境都具有重大的理论和现实意义。因此，研究混合气体的湿度对煤渗透率的影响具有重要意义，目前为止还没有外加电场作用下改变混合气体湿度的三轴渗流装置，因此有必要对现有的三轴渗流装置进行一定的改进以解决煤矿开采现场混合气体湿度以及电场对煤岩渗透率的作用等技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置及操作方法，以解决现有技术没有可改变混合气体湿度且外加电场的三轴渗流装置模拟煤矿开采现场混合气体湿度以及电场对煤岩渗透率的作用等技术问题。本专利技术技术方案：一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置，它包括混合气体供给系统和气体混合系统，混合气体供给系统与气体混合系统通过管路连接；气体混合系统与三轴压力系统通过管路连接；三轴压力系统与真空脱气系统通过管路连接；真空脱气系统与流量测定系统通过管路连接；所述三轴压力系统的三轴压力室的外部安装有电场发生仪；气体混合系统包括气体混合腔，水蒸气产生装置与气体混合腔通过管路连接。水蒸气产生装置包括湿度测试仪；湿度测试仪安装在气体混合腔内，湿度测试仪通过导线与显示器连接；显示器固定在气体混合腔上表面。所述混合气体供给系统包括第一储气罐和第二储气罐；第一储气罐与气体混合系统连接的管路上依次安装有第一减压阀、第一压力表和第一开关阀；第二储气罐与气体混合系统连接的管路上依次安装有第二减压阀、第二压力表和第二开关阀。三轴压力系统包括三轴压力室，在三轴压力室的外室通过轴压管和围压管连接轴压泵和围压泵；气体混合系统与三轴压力系统的连接管路上依次安装有第三压力表和第三减压阀。真空脱气系统包括真空泵，真空泵与三轴压力系统的出口端通过管路连接；在管路上依次安装有压力表、第四减压阀和法兰阀。流量测定系统包括流量计，流量计与真空脱气系统的连接管路上安装有止回阀。所述的一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置的操作方法，它包括：步骤1、将标准尺寸的煤体试件按要求安装在三轴压力室的围压腔内，之后开启真空泵将煤样与实验装置进行脱气六小时之后关闭法兰阀；步骤2、通过调节轴压泵与围压泵至实验所设置的轴压与围压值从而模拟煤在地底所受应力状态；步骤3、打开第一减压阀、第一开关阀、第二减压阀、第二开关阀，当两种不同的气体在混合装置内混合，通过湿度测定仪测定气体混合装置内的气体湿度；步骤4、将混合后的气体经过气体混合腔，通过水蒸气产生装置进行湿度的增加，调节气体混合腔内混合气体的湿度；步骤5、当达到实验所需的混合气体湿度值时通过调节第三减压阀并根据第三压力表读数使气体达到规定压力使得实验煤样在混合气体作用下吸附二十四小时；步骤6、在外加电场的条件下进行三轴压缩试验，调节第三减压阀至试验所需值以模拟煤岩开采过程中煤孔隙压力的变化，待流量计读数稳定后记录流量值，最后通过公式计算出在外加电场的条件下混合气体作用下不同湿度、轴压、围压耦合作用下煤渗透率值。本专利技术有益效果：本专利技术通过气体混合系统将两个气罐的气体混合，在气体混合腔可将气体进行均匀混合，并通过水蒸气产生装置改变混合气体的湿度，连接的湿度测定仪可以实时监测混合气体湿度的变化情况，通过在三轴压力室末端口所连接的出气管上依次设有的第四减压阀阀、精密压力表从而可以控制出口压力的大小，此外在三轴压力室外连接真空泵，可以保证防止杂质气体的侵入，防止杂质气体对实验造成误差，且在三轴压力室的外部安装有电场发生仪，可实现外加电场作用下改变混合气体湿度的煤岩渗透率。本专利技术能够使原煤在外加电场作用下进行在不同混合气体湿度条件下的渗流实验，并且能够进行不同轴压和围压多因素耦合条件下渗流实验，能够真实模拟煤矿开采过程中混合气体的渗流实验，该实验装置简单易操作，使用效果好，易于推广；解决了现有技术没有可改变混合气体湿度且外加电场的三轴渗流装置模拟煤矿开采现场混合气体湿度的变化等技术问题。附图说明图1为本专利技术整体的结构示意图；图2为本专利技术混合气体湿度测定装置的结构示意图；图中：1-第一储气罐、2-第二储气罐、3-第一压力表、4-第一减压阀、5-第二减压阀、6-第二压力表、7-第一开关阀、8-第二开关阀、9-水蒸气产生装置、10-气体混合装置、11-第三压力表、12-第三减压阀、13-三轴压力室、14-电场发生仪器、15-轴压泵、16-围压泵、17-精密压力表、18-第四减压阀、19-法兰阀、20-真空泵、21-止回阀、22-流量计、23-第一储气管道、24-第二储气管道、25-湿度显示器、26-湿度测试仪、27-出气管道、28-混合气体箱。具体实施方式一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置，它包括混合气体供给系统和气体混合系统，混合气体供给系统与气体混合系统通过管路连接；气体混合系统与三轴压力系统通过管路连接；三轴压力系统与真空脱气系统通过管路连接；真空脱气系统与流量测定系统通过管路连接；所述三轴压力系统的三轴压力室13的外部安装有电场发生仪14；电场发生仪14安装在三轴压力室13的外壁上；气体混合系统包括气体混合腔10，水蒸气产生装置9的出气端与气体混合腔10通过管路连接；水蒸气产生装置9采用由北京恒久实验设备有限公司生产，型号为1260Lnifntiy。电场发生仪14采用扬州索亚电气有限公司生产，型号为SY-0301A的电场发生仪。水蒸气产生装置9包括湿度测试仪26；湿度测试仪26安装在气体混合腔10内，湿度测试仪26通过导线与显示器25连接；显示器25固定在气体混合腔10上表面。，方便工作人员查看。所述混合气体供给系统包括第一储气罐1和第二储气罐2；第一储气罐1与气体混合系统连接的管路上依次安装有第一减压阀4、第一压力表3和第一开关阀7；第二储气罐2与气体混合系统连接的管路上依次安装有第二减压阀5、第二压力表6和第二开关阀8。三轴压力系统包括三轴压力室13，在三轴压力室13的外室通过轴压管和围压管连接轴压泵15和围压泵16；气体混合系统与三轴压力系统的连接管路上依次安装有第三压力表11和第三减压阀12。真空脱气系统包括真空泵20，真空泵20与三轴压力系统的出口端通过管路连接；在管路上依次安装有压力表17、第四减压阀18和法兰阀19。流量测定系统包括流量计22，流量计22与真空脱气系统的连接管路上安装有止回阀21。所述的一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置，它包括混合气体供给系统和气体混合系统，混合气体供给系统与气体混合系统通过管路连接；气体混合系统与三轴压力系统通过管路连接；三轴压力系统与真空脱气系统通过管路连接；真空脱气系统与流量测定系统通过管路连接；其特征在于：所述三轴压力系统的三轴压力室（13）的外部安装有电场发生仪（14）；气体混合系统包括气体混合腔（10），水蒸气产生装置（9）与气体混合腔（10）通过管路连接。

【技术特征摘要】
1.一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置，它包括混合气体供给系统和气体混合系统，混合气体供给系统与气体混合系统通过管路连接；气体混合系统与三轴压力系统通过管路连接；三轴压力系统与真空脱气系统通过管路连接；真空脱气系统与流量测定系统通过管路连接；其特征在于：所述三轴压力系统的三轴压力室（13）的外部安装有电场发生仪（14）；气体混合系统包括气体混合腔（10），水蒸气产生装置（9）与气体混合腔（10）通过管路连接。2.根据权利要求1所述的一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置，其特征在于：水蒸气产生装置（9）包括湿度测试仪（26）；湿度测试仪（26）安装在气体混合腔（10）内，湿度测试仪（26）通过导线与显示器（25）连接；显示器（25）固定在气体混合腔（10）上表面。3.根据权利要求1所述的一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置，其特征在于：所述混合气体供给系统包括第一储气罐（1）和第二储气罐（2）；第一储气罐（1）与气体混合系统连接的管路上依次安装有第一减压阀（4）、第一压力表（3）和第一开关阀（7）；第二储气罐（2）与气体混合系统连接的管路上依次安装有第二减压阀（5）、第二压力表（6）和第二开关阀（8）。4.根据权利要求1所述的一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装置，其特征在于：三轴压力系统包括三轴压力室（13），在三轴压力室（13）的外室通过轴压管和围压管连接轴压泵（15）和围压泵（16）；气体混合系统与三轴压力系统的连接管路上依次安装有第三压力表（11）和第三减压阀（12）。5.根据权利要求1所述的一种改变混合气体电场和湿度的三轴渗流装...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波波，张尧，王斌，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52