一种三轴环境下取芯煤样瓦斯有效段测定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种三轴环境下取芯煤样瓦斯有效段测定装置，包括充气系统、脱气系统、取芯模拟系统、瓦斯循环系统和参数采集与测控系统，所述充气系统包括高压气源和高压气源上的气体减压阀以及压力表，所述脱气系统包括真空泵、真空表和气体减压阀，所述取芯模拟系统包括三轴加载装置，所述瓦斯循环系统包括尾气收集装置，所述参数采集与测控系统包括煤样瓦斯压力表、流量计和计算机，本实用新型专利技术具有如下有益效果：通入高浓度瓦斯气体还原真实瓦斯压力状态，分段选取煤样测点在瓦斯解吸过程中利用计算机采集每段瓦斯压力参数，提高煤层瓦斯含量的测定的准确性，设有尾气收集装置循环利用瓦斯，减少环境污染。

A device for measuring effective gas section of core coal sample under triaxial environment

【技术实现步骤摘要】
一种三轴环境下取芯煤样瓦斯有效段测定装置
本技术属于煤层瓦斯含量测定
，特别涉及一种三轴环境下取芯煤样瓦斯有效段测定装置。
技术介绍
煤层瓦斯含量是表征煤层气储层特征的关键储层参数，准确获取煤层瓦斯含量对于煤层气资源勘探开发和煤矿瓦斯灾害防治具有重要意义。目前大多采用取芯管取样的方法测定煤层瓦斯含量，在测定过程中所取煤样一端长时间暴露，钻头前端会有瓦斯损失，使得瓦斯含量难以精确测量，目前还不存在能够还原取芯过程中测量瓦斯含量有效段的试验装置。
技术实现思路
为了实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：一种三轴环境下取芯煤样瓦斯有效段测定装置，包括充气系统、脱气系统、取芯模拟系统、瓦斯循环系统和参数采集与测控系统，其特征在于，所述充气系统包括高压气源和气体减压阀一以及压力表，所述脱气系统包括真空泵、真空表和气体减压阀二，所述取芯模拟系统包括三轴加载装置，所述瓦斯循环系统包括尾气收集装置，所述参数采集与测控系统包括煤样瓦斯压力表、流量计和计算机。优选的，所述真空表安装在气体减压阀二上，所述充气系统与脱气系统通过三通接头与尾气收集装置左侧进气口相连通。优选的，所述三轴加载装置上端口与尾气收集装置右侧出气口相连接，所述三轴加载装置下端口穿过流量计与尾气收集装置下端进气口相连通，所述三轴加载装置的进气管道上设有进气阀门，所述三轴加载装置的出气管道上设有出气阀门，煤样分段设置有瓦斯压力表，所述瓦斯压力表探头部分设有保护套管。优选的，所述计算机与瓦斯压力表以及三轴加载装置相连接，所述三轴加载装置上端安装有加载压力装置，所述计算机用于采集瓦斯压力参数以及控制加载压力装置。与现有技术相比，本技术提供了一种三轴环境下取芯煤样瓦斯有效段测定装置，具备以下有益效果：三轴加载装置对煤样进行加压还原煤样所在煤层的真实围压，通入高浓度瓦斯气体还原真实瓦斯压力状态，分段选取煤样测点在瓦斯解吸过程中利用计算机采集每段瓦斯压力参数，通过压力参数推断出预估瓦斯量有效段，尾气收集装置循环利用气体，节省能源，减少环境污染。附图说明图1为本技术的结构示意图；图中：1、真空泵；2、气体减压阀二；3、真空表；4、三通接头；5、尾气收集装置；6、进气阀门；7、加载压力装置；8、取芯模拟系统；9、参数采集与测控系统；10、计算机；11、瓦斯压力表；12、保护套管；13、三轴加载装置；14、流量计；15、高压气源；16、充气系统；17、气体减压阀一；18、压力表；19、脱气系统；20、瓦斯循环系统；21、出气阀门。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。参照图1，本技术提供一种技术方案：一种三轴环境下取芯煤样瓦斯有效段测定装置，包括充气系统16、脱气系统19、取芯模拟系统8、瓦斯循环系统20和参数采集与测控系统9，其特征在于，所述充气系统16包括高压气源15和气体减压阀一17以及压力表18，所述脱气系统19包括真空泵1、真空表3和气体减压阀二2，所述取芯模拟系统8包括三轴加载装置13，所述瓦斯循环系统20包括尾气收集装置5，所述参数采集与测控系统9包括瓦斯压力表11、流量计14和计算机10。本实施例中，所述真空表3安装在气体减压阀二2上，所述充气系统16与脱气系统19通过三通接头4与尾气收集装置5左侧进气口相连通，从而实现气体的进出流动。本实施例中，所述三轴加载装置13上端口与尾气收集装置5右侧出气口相连接，所述三轴加载装置13下端口穿过流量计14与尾气收集装置5下端进气口相连通，所述三轴加载装置13的进气管道上设有进气阀门6，所述三轴加载装置13的出气管道上设有出气阀门21，煤样分段设置有瓦斯压力表11，所述瓦斯压力表11探头部分设有保护套管12，用于保护瓦斯压力表11，防止加载过程中将瓦斯压力表11压断，三轴加载煤样还原煤层真实围压，实现准确测出煤样有效段的目的。本实施例中，所述计算机10与瓦斯压力表11以及三轴加载装置13相连接，所述三轴加载装置13上端安装有加载压力装置7，所述计算机10用于采集瓦斯压力参数以及控制加载压力装置7。工作原理：如图1所示，根据煤样长度均匀打孔，孔间为4cm-5cm，打孔深度为煤样中心位置防止煤样断裂，将打好孔的煤样放置在三轴加载装置13上，固定后将瓦斯压力表11插入事先打好的孔中，其中瓦斯压力表11探头部分用保护套管12包围，防止加载过程中将瓦斯压力表11压断，打开进气阀门16，通入高压气源15，调节气体减压阀一17，使高压气源15气压达到理想参数，利用计算机10对实验结果进行记录，实验结束后，打开出气阀门21，尾气进入尾气收集装置5，循环利用气体。使用本技术所述装置进行模拟取芯过程中煤芯瓦斯解吸测试时，首先将井下打钻接取的钻屑进行严密封装后送至实验室，将新鲜煤样粉碎、筛分成所需的粒度，分别选取相应粒度的煤样进行工业分析、真密度和视密度等参数的测定，然后检查实验装置的气密性，调试参数采集与测控系统9，通过脱气系统16将煤样真空脱气后充入甲烷气体，当充入的瓦斯压力达到煤样所在煤层的真实瓦斯压力时停止充气，关闭进气阀门6，打开出气阀门21，利用流量计14控制出气速度，最后采集并记录瓦斯解吸过程中煤样上瓦斯压力表的数据。以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，根据本技术的技术方案及其技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三轴环境下取芯煤样瓦斯有效段测定装置，包括充气系统(16)、脱气系统(19)、取芯模拟系统(8)、瓦斯循环系统(20)和参数采集与测控系统(9)，其特征在于，所述充气系统(16)包括高压气源(15)和气体减压阀一(17)以及压力表(18)，所述脱气系统(19)包括真空泵(1)、真空表(3)和气体减压阀二(2)，所述取芯模拟系统(8)包括三轴加载装置(13)，所述瓦斯循环系统(20)包括尾气收集装置(5)，所述参数采集与测控系统(9)包括瓦斯压力表(11)、流量计(14)和计算机(10)；所述真空表(3)安装在气体减压阀二(2)上，所述充气系统(16)与脱气系统(19)通过三通接头(4)与尾气收集装置(5)左侧进气口相连通；所述三轴加载装置(13)上端口与尾气收集装置(5)右侧出气口相连接，所述三轴加载装置(13)下端口穿过流量计(14)与尾气收集装置(5)下端进气口相连通，所述三轴加载装置(13)的进气管道上设有进气阀门(6)，所述三轴加载装置(13)的出气管道上设有出气阀门(21)，煤样分段设置有瓦斯压力表(11)，所述瓦斯压力表(11)探头部分设有保护套管(12)；所述计算机(10)与瓦斯压力表(11)以及三轴加载装置(13)相连接，所述三轴加载装置(13)上端安装有加载压力装置(7)，所述计算机(10)用于采集瓦斯压力参数以及控制加载压力装置(7)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种三轴环境下取芯煤样瓦斯有效段测定装置，包括充气系统(16)、脱气系统(19)、取芯模拟系统(8)、瓦斯循环系统(20)和参数采集与测控系统(9)，其特征在于，所述充气系统(16)包括高压气源(15)和气体减压阀一(17)以及压力表(18)，所述脱气系统(19)包括真空泵(1)、真空表(3)和气体减压阀二(2)，所述取芯模拟系统(8)包括三轴加载装置(13)，所述瓦斯循环系统(20)包括尾气收集装置(5)，所述参数采集与测控系统(9)包括瓦斯压力表(11)、流量计(14)和计算机(10)；所述真空表(3)安装在气体减压阀二(2)上，所述充气系统(16)与脱气系统(19)通过三通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祉颖，李博涛，郝玉双，姚帅，张欧娅，李建伟，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：新型
国别省市：河南;41