一种高煤阶煤层游离气含量测定装置及测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高煤阶煤层游离气含量测定装置及测定方法，其包括钻杆、补压净化罐、取样测定装置、导管一以及导管二，所述钻杆内部设有可进行上下伸缩的补压净化罐，且所述补压净化罐内部独立分割为上方补压罐、下方净化罐，所述补压净化罐下端同轴安装有测量罐，所述测量罐内部设有取样测定装置，所述导管一上、下端分别与补压罐、测量罐左上端相连通，所述导管二上、下端分别与净化罐、测量罐右下端相连通。相连通。相连通。

【技术实现步骤摘要】
一种高煤阶煤层游离气含量测定装置及测定方法


[0001]本专利技术涉及油气勘探
，具体为一种高煤阶煤层游离气含量测定装置及测定方法。

技术介绍

[0002]处于游离状态的煤层气,它服从一般气体状态方程，可自由运移。煤层中游离气量取决于储气孔隙和裂隙空间的大小以及温度、压力、气体压缩率等因素。在一定温度与压力条件下,孔(裂)隙内的游离气量与吸附气体量处于动态平衡状态。游离气在煤岩基块内可因浓度差发生扩散，到宽度超过气体分子自由程的裂隙中，气体可因压力差而发生渗透。而现有针对游离气的测量，大部分直接对孔隙度进行测量，得出游离气的含量，并对该煤层所在阶层的煤层气含量、质量进行判断，但由于煤层中的孔隙内的煤层气处于动态平衡状态，有气态和液态两种状态，受温度、压力等影响因素，引起孔隙内的游离气体含量、浓度值的变化，以及液态含量值的变化，导致对煤层气所在的阶层的含量、质量的测量数据出现较大误差。
[0003]因此，本领域技术人员提供了一种高煤阶煤层游离气含量测定装置及测定方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

技术实现思路

[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高煤阶煤层游离气含量测定装置，其包括钻杆、补压净化罐、取样测定装置、导管一以及导管二，所述钻杆内部设有可进行上下伸缩的补压净化罐，且所述补压净化罐内部独立分割为上方补压罐、下方净化罐，所述补压净化罐下端同轴安装有测量罐，所述测量罐内部设有取样测定装置，所述导管一上、下端分别与补压罐、测量罐左上端相连通，所述导管二上、下端分别与净化罐、测量罐右下端相连通。
[0005]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述取样测定装置包括分隔板、温控元件一以及温控元件二，所述分隔板横向将测量罐内部分割为上方测定空腔室、下方取样室，且所述测定空腔室、取样室内部均设有压力监测仪，所述测定空腔室内部设有驱散组件，所述驱散组件上方设有测量组件，所述分隔板下侧壁上固定有侧伸缩机、主伸缩机，所述侧伸缩机输出端安装有定量筒，所述主伸缩机输出端安装有取样组件，所述分隔板左右侧平板纵向贯穿有连通管一、连通管二，所述连通管一上端安装有温控元件一，所述连通管二上端安装有温控元件二，且所述温控元件一上端与导管一相连通。
[0006]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述取样组件包括电机一、破碎盘刀、固定元件、通料孔一、通料孔二以及翻滚折架，所述电机一输出端与破碎盘刀轴心相固定，且所述破碎盘刀为双层破碎盘结构，上、下层所述破碎盘之间通过纵向固定元件相连接，且所述固定元件为伸缩固定结构，上、下层所述破碎盘中分别开设有通料孔一、通料孔二，均分呈圆周阵列设置四组，并错位开设；
[0007]上层所述破碎盘上端面固定有相互间隔一定距离的翻滚折架。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述驱散组件包括转轴管、扩散板、电机二以及驱散扇叶，所述转轴管左、右端分别与测量罐侧壁、温控元件二左侧导气管转动连接，所述转轴管上开设有散气孔，呈线性排列设置三组，所述散气孔外侧安装有扩散板，呈到T型结构，其上端平散气板上安装有驱散扇叶，相邻所述散气孔之间的转轴管外侧壁套有转轴环套，所述转轴环套与下方固定的电机二输出端通过皮带传动连接，驱动所述驱散扇叶摆动扩散。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述驱散扇叶与平散气板转动连接，且为自由转动结构，所述驱散扇叶为两组不同大小的散气扇叶。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述测量组件包括提拉杆、重量监测仪板、提拉脚架、气体附着网架以及折形扩缩架，所述提拉杆输出端固定有重量监测仪板，所述重量监测仪板侧端面安装有左右对称设置提拉脚架；
[0011]所述气体附着网呈纵、横方向排列设置多组，且所述气体附着网中心处为固定板箱，所述固定板箱内部设有电机三，左、右侧所述电机输出端分别与左、右半气体附着网一端固定连接；
[0012]位于同一水平面的相邻所述固定板箱的中心侧面壁通过连接短轴相衔接，位于同一纵向面且处在最外层前后侧面的气体附着网外侧面壁均设有横向滑轨，所述横向滑轨与连接短轴上安装有折形扩缩架。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述气体附着网内部还设有片段式的引流板叶。
[0014]一种高煤阶煤层游离气含量测定方法，其包括以下步骤：
[0015]S1：将补压罐内部的惰性气体经导管一充入测量罐内部驱赶残留的游离气体经导管二进入净化罐内部过滤吸收，直至净化罐内部用于监测气体净化的净化传感器数据无边变化；
[0016]S2：侧伸缩机、主伸缩机分别驱动定连筒、取样组件对煤层进行定量取样，由取样组件对煤样进行破碎，促使煤样中的游离气散入空气中；
[0017]S3：由补压罐、净化罐根据取样室和测定空腔室内部的压力监测仪，对其进行补压和降压，阻止液态游离气转化至气态游离气；
[0018]S4：通过温控元件二引流取样室内散发的游离气进入驱散组件中，通过电机二驱动转轴管带动扩散板进行往复摆动扩散，同时，由电机三驱动气体附着网架配合摆动，对游离气进行吸附，由重量监测仪板进行对测量组件整体重量的变化值进行记录；
[0019]S5：待初始气态游离气测定完成后，通过温控元件一、温控元件二对测量罐内部温度进行调控，使其达到液态游离气气化所需温度，再次对此部分游离气进行测定。
[0020]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述扩散板、气体附着网架的摆动角度均以其中心左、右摆动30
°
，且纵、横向相邻所述气体附着网架摆动方向相逆，所述扩散板与最底层相隔一组气体附着网架摆动方向相同。
[0021]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述提拉脚架可对气体附着网架整体进行扩张、收缩，且扩张速率大于收缩速率。
[0022]与现有技术相比，本专利技术提供了一种高煤阶煤层游离气含量测定装置及测定方
法，具备以下有益效果：
[0023]1、本专利技术中通过对煤层中煤样进行定量取样，且对液态、气态的游离气分别进行检测，避免将煤样中孔隙代替为游离气含量，由于游离气受到压力能够转化为液态，不能将空隙内的空气完全代替为游离气的含量，因此，此结构方式方法能够提高游离气含量测定的精确度，且能够将液态游离气的含量测出，从而得到单位体积内部的气态、液态游离气的占比测出，从而推断出所在煤层的游离气的含量。
[0024]2、本专利技术中通过在对游离气进行测量时，取样组件、驱散组件、测量组件同步进行的同时，通过压力监测仪对测量罐内部的压力值进行实时监测，并调控补压罐、净化罐对测量罐内部进行补压和降压，且通过驱散组件将游离气进行均匀扩散，并使气体扩散时带有一定不同速率的流速，使其冲向气体附着网架的冲击力的大、下不断交替切换，配合气体附着网架的运行方式及摆动角度，使得气体流畅且有力的贯穿气体附着网架，并附着在吸附网架上，提高了游离气吸附效率和吸附质量，从而使得得到的游离气含量数据更加精确。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的高煤阶煤层游离气含量测定置结构示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高煤阶煤层游离气含量测定装置，其包括钻杆(1)、补压净化罐(2)、取样测定装置(3)、导管一(4)以及导管二(5)，其特征在于：所述钻杆(1)内部设有可进行上下伸缩的补压净化罐(2)，且所述补压净化罐(2)内部独立分割为上方补压罐、下方净化罐，所述补压净化罐(2)下端同轴安装有测量罐(31)，所述测量罐(31)内部设有取样测定装置(3)，所述导管一(4)上、下端分别与补压罐、测量罐(31)左上端相连通，所述导管二(5)上、下端分别与净化罐、测量罐(31)右下端相连通。2.根据权利要求1所述的高煤阶煤层游离气含量测定装置，其特征在于：所述取样测定装置(3)包括分隔板(32)、温控元件一(35)以及温控元件二(36)，所述分隔板(32)横向将测量罐(31)内部分割为上方测定空腔室、下方取样室，且所述测定空腔室、取样室内部均设有压力监测仪，所述测定空腔室内部设有驱散组件(7)，所述驱散组件(7)上方设有测量组件(8)，所述分隔板(32)下侧壁上固定有侧伸缩机(33)、主伸缩机(34)，所述侧伸缩机(33)输出端安装有定量筒，所述主伸缩机(34)输出端安装有取样组件(6)，所述分隔板(32)左右侧平板纵向贯穿有连通管一、连通管二，所述连通管一上端安装有温控元件一(35)，所述连通管二上端安装有温控元件二(36)，且所述温控元件一(35)上端与导管一(4)相连通。3.根据权利要求2所述的高煤阶煤层游离气含量测定装置，其特征在于：所述取样组件(6)包括电机一(61)、破碎盘刀(62)、固定元件(63)、通料孔一(64)、通料孔二(65)以及翻滚折架(66)，所述电机一(61)输出端与破碎盘刀(62)轴心相固定，且所述破碎盘刀(62)为双层破碎盘结构，上、下层所述破碎盘之间通过纵向固定元件(63)相连接，且所述固定元件(63)为伸缩固定结构，上、下层所述破碎盘中分别开设有通料孔一(64)、通料孔二(65)，均分呈圆周阵列设置四组，并错位开设；上层所述破碎盘上端面固定有相互间隔一定距离的翻滚折架(66)。4.根据权利要求2所述的高煤阶煤层游离气含量测定装置，其特征在于：所述驱散组件(7)包括转轴管(71)、扩散板(72)、电机二(74)以及驱散扇叶(76)，所述转轴管(71)左、右端分别与测量罐(31)侧壁、温控元件二(36)左侧导气管转动连接，所述转轴管(71)上开设有散气孔，呈线性排列设置三组，所述散气孔外侧安装有扩散板(72)，呈到T型结构，其上端平散气板上安装有驱散扇叶(76)，相邻所述散气孔之间的转轴管(71)外侧壁套有转轴环套(73)，所述转轴环套(73)与下方固定的电机二(74)输出端通过皮带(75)传动连接，驱动所述驱散扇叶(76)摆动扩散。5.根据权利要求4所述的高煤阶煤层游离气含量测定装置，其特征在于：所述驱散扇...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟尚志，杨刚，屈晓荣，张守仁，杜佳，苏育飞，马腾飞，徐延勇，
申请(专利权)人：中联煤层气有限责任公司，
类型：发明
国别省市：