煤层气高压解吸仪装置制造方法及图纸

本发明专利技术是一种煤层气高压解吸仪的装置。目前，煤层气高压等温吸附仪利用粉煤试样测试煤层气等温吸附参数；煤层气解吸测试普遍使用常压解吸设备，对钻井煤芯进行煤层气含量及吸附时间等参数的测定。本发明专利技术包括自动控温水浴装置、不锈钢机械装置、影像及压力数据采集系统三大部分，所述的不锈钢机械装置包括集气缸、样品缸、调气缸、支架及高压管道和阀门；缸体固定在支架上，支架与缸体位于自动控温水浴装置中，支架与吊机连接。本发明专利技术能有效模拟储层环境，排采工作制度；实现了高压条件下气－固两相到气－液－固三相体系的转换，高压注水条件下的解吸、集气和测量过程，可以有效观测煤层气的解吸过程，测试解吸压力、解吸量、损失气量等多个参数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种煤层气高压解吸仪的装置，能够在高压下注水条件下实时观 察煤层气解吸状况，采集温度压力等测试数据；通过数据处理，可以获取解吸 时间、解吸压力、解吸量、损失气量等参数。
技术介绍
煤层气赋存在煤层之中，在勘探开发利用前必须测定煤层气解吸的技术参 数。目前，煤层气高压等温吸附仪利用粉煤试样测试煤层气等温吸附参数；煤 层气解吸测试普遍使用常压解吸设备，对钻井煤芯进行煤层气含量及吸附时间 等参数的测定。而煤层气储层具有一定的压力并认为被地下水饱和，解吸时间、 解吸压力、损失量等一些参数需要在高压下和注水条件下进行测定，目前的测 i《设备不能满足高压注水测试条件，因此需要研制煤层气高压解吸仪的装置系 绿，以满足科学试验研究及实际生产的迫切要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有模拟测试临界解吸压力、煤层气井提芯损 失气量、煤层气井产气动态跟踪功能的煤层气高压解吸仪的装置，其为煤层气 并产气动态跟踪提供必要的参数依据。为了达到上述目的，本技术采用的技术方案为一种煤层气高压解吸仪的装置，其特殊之处在于其包括自动控温水浴装 置、不锈钢机械装置、影像及压力数据采集系统三大部分，所述的不锈钢机械装置包括集气缸、样品缸、调气缸、支架及高压管道和阀门；缸体固定在支架 上，支架与缸体位于自动控温水浴装置中，支架与吊机连接；所述的样品缸和调气缸顶部用管道连接，中间设置阀门，底部用管道连接， 中间装有阀门，样品缸和调气缸以及连接管道、阀门形成闭合回路；顶部管道 与高压气管道及排空管道连接，管道中间装有阀门，高压气管道与高压氦气瓶、 伞烷气瓶、氮气瓶连接，排空管道与大气相通；底部管道通过进出水管道与水 槽连接，进出水管道中间装有阀门；实现在样品缸内进行气液两相高压下互换， 使气液固三相共存，在高压下通过调气缸的压力调节，进行煤层气解吸过程模 拟。上述的集气缸顶部通过排气管道与气体计量仪连接。上述的自动控温水浴装置由水箱、加热器、循环水泵及电气控制部分组成， 水箱、出水管道、加热器、循环水泵、进水管道串联，形成水路循环。上述的样品缸和调气缸设置压力传感器和温度传感器，样品缸装有摄像头; 压力传感器和温度传感器采集的信号经温压变送器后到信号处理模块，传输到 控制机；摄像头采集的信号经影像采集板卡到控制机；控制机通过信号处理软 件得到数据信息，通过输入输出设备显示影像、数据及曲线，通过数据处理软 件，编辑并打印测试数据。与现有技术相比，本专利技术的优点如下1、 本专利技术采用恒温、高压和注水测试条件，能有效模拟储层环境；2、 本专利技术实现了高压条件下气-固两相到气-液-固三相体系的转换；3、 本专利技术采用气相控制系统压力的模式，可有效模拟排采工作制度；4、 本专利技术实现了高压注水条件下的解吸、集气和测量过程；5、 本专利技术实现了可视化，可以有效观测煤层气的解吸过程；6、 本专利技术通过系统结构的调节，可以测试解吸压力、解吸量、损失气量等 多个参数。附图说明图1是煤层气高压解吸仪装置系统示意图2是影像及数据采集系统示意图。 图中，1-气体计量仪，2-集气缸，3-样品缸，4-调气缸，5-支架，6-自动 控温水浴，7-影像及数据采集系统，8-吊机，9-不锈钢机械装置，10-压力传感 器，11-温度传感器，12-精密摄像头，13-温压变送器，14-信号处理模块，15-影像采集板卡，16-控制机，17-信号处理软件，18-数据处理软件，19-输入输 出设备；具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述。参见图l，本专利技术的装置包括自动控温水浴6、不锈钢机械装置9、影像及压 力数据采集系统7三大部分；其不锈钢机械装置9包括集气缸2、样品缸3、调气缸4、支架5及高压管 遣和阀门；缸体固定在支架5上，支架5与缸体位于自动控温水浴装置6中， 支架5与吊机8连接；所述的样品缸3和调气缸4顶部用管道连接，中间设置阀门，底部用管道 连接，中间装有阀门，样品缸3和调气缸4以及连接管道、阀门形成闭合回路; 顶部管道与高压气管道及排空管道连接，管道中间装有阀门，高压气管道与高 压氦气瓶、甲垸气瓶、氮气瓶连接，排空管道与大气相通；底部管道通过进出永管道与水槽连接，进出水管道中间装有阀门；实现在样品缸3内进行气液两 相高压下互换，使气液固三相共存，在高压下通过调气缸2的压力调节，进行 煤层气解吸过程模拟。集气缸2顶部通过排气管道与气体计量仪1连接，用来测量解吸过程排出的气量。本专利技术中的自动控温水浴装置6由水箱、加热器、循环水泵及电气控制部 分组成，水箱、出水管道、加热器、循环水泵、进水管道串联，形成水路循环。 自动控温水浴6可以将温度设定在储层温度，使不锈钢机械装置浸入水中，达 到恒温的目的。参见图2，影像及压力数据采集系统7包括压力传感器10，温度传感器ll， 精密摄像头12，温压变送器13,信号处理模块14,影像采集板卡15，控制机16， 信号处理软件17，数据处理软件18，输入输出设备19等组成。样品缸3和调气缸4设置压力传感器10和温度传感器11，样品缸3装有摄像头 12;压力传感器10和温度传感器11采集的信号经温压变送器13后到信号处理模 块14，传输到控制机16。摄像头12采集的信号经影像采集板卡15到控制机16; 控制机16通过信号处理软件17得到数据信息，通过输入输出设备19显示影像、 数据及曲线，通过数据处理软件18，编辑并打印测试数据。压力传感器IO、温度传感器ll、信号处理模块14及是测试系统温度、压力 的硬件设施；精密摄像头12及影像采集板卡15是观察测录影像的硬件设施；控 制机16是软件运行、数据影像采集存储的工作平台；可以长期运行，进行压力 数据及影像采集，符合储层条件下煤层气解吸周期长的实际状况，满足长期测 试的要求。软件包括信号处理软件17和数据处理软件18软件，运行环境在windows2000 及以上版本。信号处理软件17将模块采集的弱电信号调入软件数据库，生成温 度、压力数据在后台存储。将后台数据调入测试界面，可进行数据的实时监控， 数据历史曲线的和实时曲线的查看与分析。数据处理软件17是将采集的温压数 据及解吸气量数据进行综合处理，得出测试参数的分析软件。本专利技术装置模拟煤层气储层及勘探、生产过程实际状况，可以模拟测试煤 芯提取过程中的煤层气损失量，测试储层条件下煤层气的解吸压力及不同压力 下煤层气解吸量，是一套方法和设备创新的系统。该专利技术能在煤层气的勘探开 发以及相关科学研究中发挥作用，具有重要的科学意义和实用价值。 具体工作过程如下连接好测试系统，首先进行密封试验，包括集气缸2、样品缸3、调气缸4及 高压管道和阀门等。向系统注入15Mpa的氮气，恒温条件下，压力稳定后持续48 小时保持密封，经过密封检验合格方可投入使用。再将具代表性煤样装入样品缸3密封，用吊机8将机械装置放入调至储层温 度的水浴中。打开高压甲烷气瓶，用甲烷气体吹扫样品缸3 5遍，吹扫压力应 大于1.0Mpa，再按设计压力充入甲烷气体，进行甲烷吸附并最终达到平衡。当 样品缸3压力不变时，视为达到平衡状态。然后向调气缸4内注入储层水，测试 损失气量时可注入钻井液。将调气缸压力调至新的平衡压力，然后打开两缸之 it的阀门，使缸体与管道连成闭合回路，调气缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤层气高压解吸仪的装置，其特征在于：其包括自动控温水浴装置（６）、不锈钢机械装置（９）、影像及压力数据采集系统（７）三大部分，所述的不锈钢机械装置（９）包括集气缸（２）、样品缸（３）、调气缸（４）、支架（５）及高压管道和阀门；缸体固定在支架（５）上，支架（５）与缸体位于自动控温水浴装置（６）中，支架（５）与吊机（８）连接；　所述的样品缸（３）和调气缸（４）顶部用管道连接，中间设置阀门，底部用管道连接，中间装有阀门，样品缸（３）和调气缸（４）以及连接管道、阀门形成闭合回路；顶部管道与高压气管道及排空管道连接，管道中间装有阀门，高压气管道与高压氦气瓶、甲烷气瓶、氮气瓶连接，排空管道与大气相通；底部管道通过进出水管道与水槽连接，进出水管道中间装有阀门；实现在样品缸（３）内进行气液两相高压下互换，使气液固三相共存，在高压下通过调气缸（２）的压力调节，进行煤层气解吸过程模拟。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张群，李育辉，崔永君，
申请(专利权)人：煤炭科学研究总院西安研究院，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]