用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置及模拟系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置及模拟系统，涉及实验装置技术领域。用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，包括样品盛放器、加气组件、取气组件、气体组成分析仪、压力监测仪和控制系统，样品盛放器上设置有用于对样品盛放器进行压力调节的压力调节器，压力监测仪用于检测样品盛放器中的压力且与控制系统通信连接；加气组件的输出端与样品盛放器连通，取气组件的一端与样品盛放器连通，取气组件的另一端与气体组成分析仪的进气端连通，气体组成分析仪与控制系统通信连接。该模拟系统包括上述模拟实验装置，能够在降压解吸阶段对特定压力下解吸出的气体进行成分分析，达到多组分煤层气藏降压解吸的动态模拟。

Simulation experimental device and simulation system for dynamic adsorption and desorption research

【技术实现步骤摘要】
用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置及模拟系统
本技术涉及实验装置
，具体而言，涉及用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置及模拟系统。
技术介绍
煤层气，是一种生成并储存于煤层中，以甲烷为主要成分、以吸附状态为主的烃类气体。中国煤层气资源丰富，预测资源量为36.81万亿立方米，由于煤层为多孔隙的有机质，具有很强的多元组分气体吸附能力，对二氧化碳、甲烷、氮气的吸附能力依次减弱。当前的等温吸附仪主要用途是模拟地层温度、压力条件下的储层孔隙对气体的吸附能力以及降压解吸时的脱附能力，以吸附量或脱附量为衡量标准，但对多元组分气体的吸附、解吸差异性及其在吸附量、脱附量中的比例难以精确测定，而该项实验需求对模拟饱含多元组分气体的煤层气藏的开发动态特征至关重要。以往的多组分混合气体动态吸附-解吸能力研究，多使用全自动等温吸附仪开展的单组分气体的吸附-解吸过程测定，同时通过储层粉末样品的基质膨胀/收缩、渗透性变化等单项实验结果，最后通过数值模拟软件中对各单项实验成果的单项算法进行综合开展多组分混合气体动态吸附-解吸过程模拟，但其直接的实验室测定长期处于空白状态。现有的气体动态吸附-解吸过程模拟实验装置存在以下缺陷：(1)以往等温吸附仪多采用碎块-粉末状煤样，不能真实反映地层原始状态；(2)以往等温吸附仪仅能测定多元组分气体的吸附能力以及降压解吸时的脱附能力，无法测定多元组分气体的精确比例；(3)以往等温吸附仪只能测定不同压力条件下煤样品的吸附-解吸量情况，无法连续测定不同压力下样品吸附或解吸的气体量、气体成分比例，难以完成多组分煤层气藏降压解吸的生产动态模拟。随着国内外多组分煤层气藏的发现与开发、煤层碳封存研究的需要，亟须多元组分动态吸附-解吸模拟实验装置开展此类研究工作的实验测试需要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，旨在测试不同解吸压力下气体解吸情况，并对解吸出的气体进行成分分析。本技术的另一目的在于提供一种用于动态吸附和解吸研究的模拟系统，其用于煤柱样的吸附和解吸模拟，其能够在降压解吸阶段对解吸出的气体进行成分分析，达到多组分煤层气藏降压解吸的动态模拟。本技术是这样实现的：本技术提供一种用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，包括样品盛放器、加气组件、取气组件、气体组成分析仪、压力监测仪和控制系统，样品盛放器上设置有用于对样品盛放器进行压力调节的压力调节器，压力监测仪用于检测样品盛放器中的压力且与控制系统通信连接；加气组件的输出端与样品盛放器连通，以在样品盛放器中加入待吸附气体；取气组件的一端与样品盛放器连通，取气组件的另一端与气体组成分析仪的进气端连通，气体组成分析仪与控制系统通信连接。进一步地，在本技术较佳的实施例中，取气组件包括取气器、取气管路和位于样品盛放器上的抽气组件，抽气组件的进气端伸入至样品盛放器中，取气管路的进气端与抽气组件相连，取气管路的出气端与取气器的气体进口相连，取气器的气体出口与气体组成分析仪的进气端连通；取气管路上设置有取气控制阀。进一步地，在本技术较佳的实施例中，取气器为活塞式取气器，气体组成分析仪为气相色谱仪。进一步地，在本技术较佳的实施例中，加气组件包括第一加气管路、第二加气管路、充注组件和多个储气罐，每个储气罐的出口端均通过第一加气管路与充注组件相连，充注组件的另一端与样品盛放器的内腔连通，第一加气管路上设置有加气量调节阀。进一步地，在本技术较佳的实施例中，样品盛放器为多个，且每个样品盛放器均与充注组件相连，每个样品盛放器上均对应一个抽气组件，取气器上设置有与多个抽气组件相对应的多个气体输送管路。进一步地，在本技术较佳的实施例中，多个储气罐包括甲烷储气罐、二氧化碳储气罐、氮气储气罐和氩气储气罐，且储气罐均位于气样柜中。进一步地，在本技术较佳的实施例中，压力调节器包括位于样品盛放器顶部用于封闭样品盛放器的调节活塞，调节活塞上设置有第一螺纹，样品盛放器的内壁上设置有与第一螺纹相配合的第二螺纹。进一步地，在本技术较佳的实施例中，模拟实验装置还包括用于对样品盛放器提供恒温环境的恒温水浴容器和用于检测恒温水浴容器中的水温的温度检测器，温度检测器与控制系统通信连接。进一步地，在本技术较佳的实施例中，模拟实验装置还包括旋片式真空泵，旋片式真空泵与控制系统电连接，旋片式真空泵和样品盛放器的内腔通过抽真空管路相连。本技术还提出了一种用于动态吸附和解吸研究的模拟系统，用于煤柱样，包括上述模拟实验装置，样品盛放器用于盛放煤柱样。本技术的有益效果是：本技术通过上述设计得到的用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其通过加气组件将待吸附气体通入样品盛放器中，通过压力调节器调节样品盛放器中的压力进行加压吸附，吸附完成后进行降压解吸，并通过取气组件对解吸出的气体取样通入气体组成分析仪进行组分检测，再将结果反馈给控制系统。通过本技术提供的模拟实验装置能够对降压解吸过程中不同压力下解吸出的气体进行定量和定性分析。本技术还提供了一种用于动态吸附和解吸研究的模拟系统，包括上述模拟实验装置，样品盛放器用于盛放煤柱样。能够在降压解吸阶段对特定压力下解吸出的气体进行成分分析，达到多组分煤层气藏降压解吸的动态模拟。附图说明为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本技术实施方式提供的模拟实验装置的结构示意图；图2是图1中Ⅱ区的放大图；图3是图1中Ⅲ区的放大图；图4是本技术实施例提供的模拟方法的工艺图。图标：100-模拟实验装置；110-样品盛放器；111-压力调节器；120-加气组件；121-第一加气管路；122-第二加气管路；123-充注组件；124-储气罐；125-中间混合容器；126-充注系统；127-第三加气管路；128-气样柜；130-取气组件；131-取气器；132-取气管路；133-抽气组件；140-气体组成分析仪；150-压力监测仪；160-控制系统；170-旋片式真空泵；180-恒温水浴容器；190-温度检测器。具体实施方式为使本技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，包括样品盛放器、加气组件、取气组件、气体组成分析仪、压力监测仪和控制系统，所述样品盛放器上设置有用于对所述样品盛放器进行压力调节的压力调节器，所述压力监测仪用于检测所述样品盛放器中的压力且与所述控制系统通信连接；/n所述加气组件的输出端与所述样品盛放器连通，以在所述样品盛放器中加入待吸附气体；/n所述取气组件的一端与所述样品盛放器连通，所述取气组件的另一端与所述气体组成分析仪的进气端连通，所述气体组成分析仪与所述控制系统通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，包括样品盛放器、加气组件、取气组件、气体组成分析仪、压力监测仪和控制系统，所述样品盛放器上设置有用于对所述样品盛放器进行压力调节的压力调节器，所述压力监测仪用于检测所述样品盛放器中的压力且与所述控制系统通信连接；
所述加气组件的输出端与所述样品盛放器连通，以在所述样品盛放器中加入待吸附气体；
所述取气组件的一端与所述样品盛放器连通，所述取气组件的另一端与所述气体组成分析仪的进气端连通，所述气体组成分析仪与所述控制系统通信连接。


2.根据权利要求1所述的用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，所述取气组件包括取气器、取气管路和位于所述样品盛放器上的抽气组件，所述抽气组件的进气端伸入至所述样品盛放器中，所述取气管路的进气端与所述抽气组件相连，所述取气管路的出气端与所述取气器的气体进口相连，所述取气器的气体出口与所述气体组成分析仪的进气端连通；所述取气管路上设置有取气控制阀。


3.根据权利要求2所述的用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，所述取气器为活塞式取气器，所述气体组成分析仪为气相色谱仪。


4.根据权利要求2所述的用于动态吸附和解吸研究的模拟实验装置，其特征在于，所述加气组件包括第一加气管路、第二加气管路、充注组件和多个储气罐，每个所述储气罐的出口端均通过所述第一加气管路与所述充注组件相连，所述充注组件的另一端与所述样品盛放器的内腔连通，所述第一加气管路上设置有加气量调节阀。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，杨曙光，王月江，张娜，李瑞明，来鹏，董林根，马永龙，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区煤田地质局煤层气研究开发中心，
类型：新型
国别省市：新疆;65