覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪，包括煤体实验箱机构和实验监控机构；煤体实验箱机构包括可视化实验水箱、汽液分散板和块煤托架；实验监控机构包括设置在可视化实验水箱侧壁上的汽液注入总管和负压抽气管，汽液注入总管上设置有蒸汽输送管和活性剂输送管。本实用新型专利技术通过设置将蒸汽作用实验装置、活性剂作用实验装置以及负压作用实验装置结合起来，避免了多种煤体实验需要多种实验设备从而导致仪器占地大和费用高等问题，同时通过本实验装置能够更便捷地确定煤厚、压力、产量、蒸汽量、活性剂的优化组合，从而向真实作业现场提供最佳的煤层气井排采、煤矿井下瓦斯抽采的优化参数组合，提高煤层气抽采量。抽采量。抽采量。

【技术实现步骤摘要】
覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪


[0001]本技术属于煤层气开发
，具体涉及一种覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪。

技术介绍

[0002]目前，我国24000多口地面煤层气井产量48
×
108m3/a；澳大利亚8000多口煤层气井产量278
×
108m3/a(有报道420
×
108m3/a)。相较而言，我国煤层气井产能低下，沁南晋城、河东地区、准南阜康白杨河等主要产区煤层气平均含气量分别为26m3/t、22m3/t、12m3/t，明显高于澳大利亚悉尼、鲍恩、苏拉特等地煤层含气量(0.8m3/t
‑
16.8m3/t)。现今我国煤层气的开采方式“排水
‑
降压
‑
产气”和基础理论“解吸
‑
扩散
‑
渗流”皆由欧美引进，采气设备沿用石油天然气行业。
[0003]目前煤层气产出实验装置主要基于现有排采技术和吸附解吸机理，存在以下问题：首先现有的煤层气产出实验装置均是采用60目到80目的粉样，而现场煤层气产出均是基于煤体；其次是现有的实验装置对煤的润湿性作用体现的不足，没有直接反映出不同活性剂对煤的润湿效应激发煤层气产气。因此需要一种结构简单、设计合理，更加符合煤层气工程现场排采的模拟实验装置。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪，其结构简单，通过设置将蒸汽作用实验装置、活性剂作用实验装置以及负压作用实验装置结合起来，避免了多种煤体实验需要多种实验设备从而导致仪器占地大和费用高等问题，节约了实验用地，降低了实验设备的制造成本，同时通过本实验装置能够更便捷地确定煤厚、压力、产量、蒸汽量、活性剂的优化组合，从而向真实作业现场提供最佳的煤层气井排采、煤矿井下瓦斯抽采的优化参数组合，提高煤层气抽采量。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪，其特征在于：包括煤体实验箱机构和与所述煤体实验箱机构配合的实验监控机构；
[0006]所述煤体实验箱机构包括可视化实验水箱、设置在所述可视化实验水箱内底部的汽液分散板、以及设置在汽液分散板上的块煤托架；
[0007]所述实验监控机构包括设置在所述可视化实验水箱外侧壁下部的汽液注入总管以及设置在汽液注入总管上的蒸汽输送管和活性剂输送管，所述可视化实验水箱侧壁上部设置有负压抽气管、煤层气采气管和用于检测所述可视化实验水箱内温度的温度传感器，汽液注入总管与汽液分散板之间设置有多个汽液注入分管，汽液分散板上与汽液注入分管配合的位置开有汽液注入孔。
[0008]上述的覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪，其特征在于：所述汽液注入
总管、蒸汽输送管、活性剂输送管、负压抽气管、煤层气采气管和温度传感器均设置在监控箱内，所述监控箱内还设置有监控电路板、设置在蒸汽输送管上的蒸汽流量计和蒸汽阀门、设置在活性剂输送管上的活性剂流量计和活性剂阀门、设置在负压抽气管上的压力传感器和负压阀门、以及设置在煤层气采气管上的采气流量计和采气阀门；所述监控箱上设置有用于控制蒸汽阀门的蒸汽阀开关、用于控制活性剂阀门的活性剂阀开关、用于控制负压阀门的负压阀开关、用于控制采气阀门的采气阀开关、以及显示屏。
[0009]上述的覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪，其特征在于：所述监控电路板上集成有微控制器，蒸汽阀门、活性剂阀门、负压阀门和采气阀门均为电磁阀且均由微控制器进行控制，蒸汽流量计、活性剂流量计、压力传感器、采气流量计、温度传感器、蒸汽阀开关、活性剂阀开关、负压阀开关、采气阀开关和显示屏均与微控制器连接。
[0010]上述的覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪，其特征在于：所述可视化实验水箱包括水箱主体和设置在水箱主体顶部且用于密封水箱主体的密封盖，所述密封盖上设置有把手，所述水箱主体侧壁上设置有可视玻璃窗，可视玻璃窗上设置有用于测量水箱主体内水位的标尺。
[0011]上述的覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪，其特征在于：所述水箱主体外侧壁上设置有与水箱主体内部连通且用于防止水箱主体内水位超标的溢流杯，溢流杯与水箱主体之间通过溢流管连通，溢流杯底部设置有放液阀。
[0012]上述的覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪，其特征在于：所述块煤托架包括两个呈平行布设的样品托杆，两个样品托杆的间距为10cm～18cm。
[0013]上述的覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪，其特征在于：所述蒸汽输送管远离汽液注入总管的一端穿出监控箱与蒸汽发生器连接，活性剂输送管远离汽液注入总管的一端穿出监控箱与活性剂输送泵连接，负压抽气管远离汽液注入总管的一端穿出监控箱与真空泵连接，煤层气采气管远离汽液注入总管的一端穿出监控箱与抽气泵连接。
[0014]本技术与现有技术相比具有以下优点：
[0015]1、本技术通过设置可视化实验水箱，将块煤放置在可视化实验水箱内，可实时观察实验状态，可模拟真实煤层气抽采作业下块煤覆水对煤层气生产量的影响，从而可以体现出真实煤矿井下煤层气抽采时煤的润湿性作用，使用效果好。
[0016]2、本技术通过设置蒸汽输送管向可视化实验水箱内输送蒸汽，利用最为直接的活化方式促进结合水成为自由水，向真实作业现场提供蒸汽作用下煤样的产气效应，不污染煤层，操作方便。
[0017]3、本技术通过设置活性剂输送管向可视化实验水箱内输送活性剂，从而研究活性剂的不同种类、浓度等参数对煤样的产气影响，从而向真实作业现场提供活性剂优化参数组合，提高煤层气产量。
[0018]4、本技术通过设置块煤托架增大块煤煤样在水中的暴露面积，使蒸汽或活性剂能够更快更均匀地作用在块煤煤样上，实验效果好。
[0019]5、本技术通过设置汽液分散板将蒸汽或活性剂均匀地输送至可视化实验水箱内，减少因蒸汽或活性剂分布不均对实验造成的影响，减少实验误差，节约因需等待蒸汽或活性剂在水内分布均匀而浪费的时间，使用效果好。
[0020]综上所述，本技术结构简单，通过设置将蒸汽作用实验装置、活性剂作用实验
装置以及负压作用实验装置结合起来，避免了多种煤体实验需要多种实验设备从而导致仪器占地大和费用高等问题，节约了实验用地，降低了实验设备的制造成本，同时通过本实验装置能够更便捷地确定煤厚、压力、产量、蒸汽量、活性剂的优化组合，从而向真实作业现场提供最佳的煤层气井排采、煤矿井下瓦斯抽采的优化参数组合，提高煤层气抽采量。
[0021]下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0022]图1为本技术的结构示意图。
[0023]图2为图1中拆除水箱主体前侧板、监控箱前侧板和监控箱右侧板后的结构示意图。
[0024]图3为本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪，其特征在于：包括煤体实验箱机构和与所述煤体实验箱机构配合的实验监控机构；所述煤体实验箱机构包括可视化实验水箱、设置在所述可视化实验水箱内底部的汽液分散板(1)、以及设置在汽液分散板(1)上的块煤托架；所述实验监控机构包括设置在所述可视化实验水箱外侧壁下部的汽液注入总管(2)以及设置在汽液注入总管(2)上的蒸汽输送管(3)和活性剂输送管(4)，所述可视化实验水箱侧壁上部设置有负压抽气管(5)、煤层气采气管(6)和用于检测所述可视化实验水箱内温度的温度传感器(7)，汽液注入总管(2)与汽液分散板(1)之间设置有多个汽液注入分管(8)，汽液分散板(1)上与汽液注入分管(8)配合的位置开有汽液注入孔(9)。2.根据权利要求1所述的覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪，其特征在于：所述汽液注入总管(2)、蒸汽输送管(3)、活性剂输送管(4)、负压抽气管(5)、煤层气采气管(6)和温度传感器(7)均设置在监控箱(10)内，所述监控箱(10)内还设置有监控电路板、设置在蒸汽输送管(3)上的蒸汽流量计(11)和蒸汽阀门(12)、设置在活性剂输送管(4)上的活性剂流量计(13)和活性剂阀门(14)、设置在负压抽气管(5)上的压力传感器(15)和负压阀门(16)，以及设置在煤层气采气管(6)上的采气流量计(17)和采气阀门(18)；所述监控箱(10)上设置有用于控制蒸汽阀门(12)的蒸汽阀开关(19)、用于控制活性剂阀门(14)的活性剂阀开关(20)、用于控制负压阀门(16)的负压阀开关(21)、用于控制采气阀门(18)的采气阀开关(22)、以及显示屏(23)。3.根据权利要求2所述的覆水块煤可视化煤层气解吸仿真模拟实验仪，其特征在于：所述监控电路板上集成有微控制器(24)，蒸汽阀门(12)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：马东民，滕金祥，郑超，陈跃，高正，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：