一种煤孔隙形态模拟测试验证装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种煤孔隙形态模拟测试验证装置，其包括注液系统、管路系统、孔隙模型室系统和数据采集分析系统，注液系统包括储液罐和平流泵，管路系统包括一个注液管，注液管一端设有三个端口，分别为进液端、抽气端、出液端，进液端与平流泵的出液一端连接并设有阀门A，抽气端连接有真空泵并设有阀门B，出液端连接有集液瓶并设有阀门C，阀门C与集液瓶之间安装有流量计B，注液管的管路上设置有压力传感器，流量计A、流量计B、压力传感器共同连接数据采集分析系统，提供实时数据，注液管另一端连接孔隙模型室系统；本实用新型专利技术通过模拟压汞试验，能有效模拟测试验证煤的孔隙形态模型，检测现存的煤孔隙形态模型是否符合实际。

A simulation test and verification device of coal pore shape

【技术实现步骤摘要】
一种煤孔隙形态模拟测试验证装置
本专利技术涉及煤层开采
，特别是涉及一种煤孔隙形态模拟测试验证装置。
技术介绍
煤是一种具有复杂孔隙结构的多孔介质，煤中孔隙是瓦斯储藏的主要场所，掌握煤孔隙的基本形态和连通性对于预防煤与瓦斯突出，防治瓦斯灾害至关重要，因此，模拟测试验证煤的孔隙形态，进而分析煤中孔隙的连通性意义重大；目前，煤孔隙的研究已趋于平稳，基本形成了固定的研究方式，也产生了几种公认的煤孔隙形态模型，研究人员普遍认为煤中孔隙主要可分为开放型孔（包括两端开口的圆筒孔及四边开放的平行板孔）和半封闭型孔（包括一端封闭的圆筒形孔，一端封闭的平行板孔和一端封闭的圆锥形孔），且可以通过压汞法或低温氮气吸附法所测得的压汞曲线或等温吸附曲线判断煤的孔隙形态。若压汞曲线具有滞后环或等温吸附曲线产生吸附回线，说明煤中存在开放型孔，孔隙连通性较好；不具有“滞后环”或不产生吸附回线，则判断煤中孔隙为半封闭型孔，孔隙连通性较差；若曲线形成“突降”型滞后环或吸附回线，则认为煤中存在一种特殊的半封闭孔——细颈瓶孔，又称墨水瓶形孔。一直以来，人们沿用这些孔隙形态模型研究分析煤孔隙结构，但煤中孔隙形态如何，这些孔隙模型能否真实的反映煤中孔隙的具体形态并未得到确切证实。
技术实现思路
本技术提供一种能够通过模拟压汞试验，绘制进液-退液曲线，测试验证煤的孔隙形态的模拟测试验证装置，所要解决的技术问题为现有的煤中孔隙形态如何，这些孔隙模型能否真实的反映煤中孔隙的具体形态并未得到确切证实。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种煤孔隙形态模拟测试验证装置，包括注液系统、管路系统、孔隙模型室系统和数据采集分析系统，所述注液系统包括储液罐和平流泵，所述储液罐与所述平流泵的进液一端连接并安装有流量计A，所述平流泵的出液一端连接管路系统，所述管路系统包括一个注液管，所述注液管一端设有三个端口，分别为进液端、抽气端、出液端，所述进液端与所述平流泵的出液一端连接并设有阀门A，所述抽气端连接有真空泵并设有阀门B，所述出液端连接有集液瓶并设有阀门C，所述阀门C与所述集液瓶之间安装有流量计B，所述注液管的管路上设置有压力传感器，所述流量计A、流量计B、压力传感器共同连接数据采集分析系统，提供实时数据，所述注液管另一端连接孔隙模型室系统，所述孔隙模型室系统包括若干个孔隙模型，所述注液管另一端分别与各个孔隙模型连接并设有调节阀。优选的，所述阀门A、阀门B、阀门C均为电磁阀。优选的，所述孔隙模型与所述注液管螺纹密封连接。优选的，所述孔隙模型包括有一端封闭的圆筒孔、一端封闭的平行板孔、一端封闭的锥形孔和墨水瓶孔。优选的，所述调节阀为活塞式回压阀。相对于现有技术，本技术的有益效果为：本装置通过模拟压汞试验，能有效模拟测试验证煤的孔隙形态模型，检测现存的煤孔隙形态模型是否符合实际。附图说明图1为本技术的整体结构示意图。图中：1、储液罐2、流量计A3、平流泵4、阀门A5、阀门B6、真空泵7、注液管8、压力传感器9、调节阀10、一端封闭的圆筒孔11、一端封闭的平行板孔12、一端封闭的锥形孔13、墨水瓶孔14、孔隙模型室系统15、阀门C16、流量计B17、集液瓶18、数据采集分析系统。具体实施方式实施例：如图1所示，一种煤孔隙形态模拟测试验证装置，包括注液系统、管路系统、孔隙模型室系统14和数据采集分析系统18，所述注液系统包括储液罐1和平流泵3，所述储液罐1与所述平流泵3的进液一端连接并安装有流量计A2，所述平流泵3的出液一端连接管路系统，所述管路系统包括一个注液管7，所述注液管7一端设有三个端口，分别为进液端、抽气端、出液端，所述进液端与所述平流泵3的出液一端连接并设有阀门A4，所述抽气端连接有真空泵6并设有阀门B5，所述出液端连接有集液瓶17并设有阀门C15，所述阀门C15与所述集液瓶17之间安装有流量计B16，所述注液管7的管路上设置有压力传感器8，所述流量计A2、流量计B16、压力传感器8共同连接数据采集分析系统18，提供实时数据，所述注液管7另一端连接孔隙模型室系统14，所述孔隙模型室系统14包括若干个孔隙模型，所述注液管7另一端分别与各个孔隙模型连接并设有调节阀9；优选的，所述阀门A4、阀门B5、阀门C15均为电磁阀；优选的，所述孔隙模型与所述注液管7螺纹密封连接；优选的，所述孔隙模型包括有一端封闭的圆筒孔10、一端封闭的平行板孔11、一端封闭的锥形孔12和墨水瓶孔13；优选的，所述调节阀9为活塞式回压阀。本技术方案实施时：预先依据压汞试验的数据，将压入汞压力和累计进汞量进行拟合，得到如下关系式：y=0.0028lnx+0.0135R2=0.8718x代表进汞压力（psia），y代表累计进汞量（ml/g），由此根据进液压力可得到累计最大进液量；验证一端封闭的圆筒孔10的孔隙形态时，首先打开阀门B5，开启真空泵6进行抽真空，然后关闭真空泵6和阀门B5，打开阀门A4，启动平流泵3进行注液，注液管7的管路上设置有压力传感器8，能够检测进液压力的大小，流量计A2能够检测累计进液量，利用一端封闭的圆筒孔10处的调节阀9设置压力点，其余各孔隙模型处的调节阀9处于关闭状态，开始时，液体进入注液管7但未进入孔隙模型室14，当达到一定压力时液体开始进入到孔隙模型室14中一端封闭的圆筒孔10内，根据压力和拟合关系式，得到累计最大进液量，当累计进液量达到累计最大进液量时，停止注液，注液过程中，数据采集分析系统18可接收到流量计A的累计进液量和压力传感器8的压力，绘制进液时压力与累计进液量的曲线；随后关闭阀门A4，开启阀门C15，降低一端封闭的圆筒孔10处的调节阀9的压力，系统开始退液，退出的液体进入到集液瓶17中，流量计B16可检测退出液体量，此时累计进液量为流量计A2的累计最大进液量减去流量计B16的退液量，退液过程中，数据采集分析系统18可接收到流量计B16的退液量和压力传感器8的压力，结合流量计A的累计最大进液量，绘制出退液时压力与累计进液量的曲线；其与各个孔隙模型采用相同方法分别绘制出相应的进液曲线和退液曲线，将进液曲线和退液曲线与压汞曲线进行对比分析，从而模拟测试验证煤的孔隙形态。本技术方案中：通过模拟压汞试验，能有效模拟测试验证煤的孔隙形态模型，检测现存的煤孔隙形态模型是否符合实际。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤孔隙形态模拟测试验证装置，其特征在于：包括注液系统、管路系统、孔隙模型室系统（14）和数据采集分析系统（18），所述注液系统包括储液罐（1）和平流泵（3），所述储液罐（1）与所述平流泵（3）的进液一端连接并安装有流量计A（2），所述平流泵（3）的出液一端连接管路系统，所述管路系统包括一个注液管（7），所述注液管（7）一端设有三个端口，分别为进液端、抽气端、出液端，所述进液端与所述平流泵（3）的出液一端连接并设有阀门A（4），所述抽气端连接有真空泵（6）并设有阀门B（5），所述出液端连接有集液瓶（17）并设有阀门C（15），所述阀门C（15）与所述集液瓶（17）之间安装有流量计B（16），所述注液管（7）的管路上设置有压力传感器（8），所述流量计A（2）、流量计B（16）、压力传感器（8）共同连接数据采集分析系统（18），提供实时数据，所述注液管（7）另一端连接孔隙模型室系统（14），所述孔隙模型室系统（14）包括若干个孔隙模型，所述注液管（7）另一端分别与各个孔隙模型连接并设有调节阀（9）。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤孔隙形态模拟测试验证装置，其特征在于：包括注液系统、管路系统、孔隙模型室系统（14）和数据采集分析系统（18），所述注液系统包括储液罐（1）和平流泵（3），所述储液罐（1）与所述平流泵（3）的进液一端连接并安装有流量计A（2），所述平流泵（3）的出液一端连接管路系统，所述管路系统包括一个注液管（7），所述注液管（7）一端设有三个端口，分别为进液端、抽气端、出液端，所述进液端与所述平流泵（3）的出液一端连接并设有阀门A（4），所述抽气端连接有真空泵（6）并设有阀门B（5），所述出液端连接有集液瓶（17）并设有阀门C（15），所述阀门C（15）与所述集液瓶（17）之间安装有流量计B（16），所述注液管（7）的管路上设置有压力传感器（8），所述流量计A（2）、流量计B（16）、压力传感器（8）共同连接数据采集分析系统（18），提供实时数据，所述注液管（...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伞，陈向军，陈青，康宁宁，焦美强，冯帅龙，
申请(专利权)人：河南理工大学，晋中市煤炭规划设计研究院，
类型：新型
国别省市：河南;41