【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种实验装置，具体的是涉及一种不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统。
技术介绍
1、目前煤矿开采主要以地下开采为主。然而随着开采深度越来越深，开采强度越来越大，矿井受到瓦斯灾害威胁也越大。而煤样原位储层中，煤样的含水率以及瓦斯压力对原位储层瓦斯的解吸具有重大影响，因此对原位储层瓦斯压力进行准确测量具有重要意义。
2、目前一般是建立瓦斯压力模拟实验装置，模拟煤层开采过程中将含水的煤样放入取芯器内这一过程，通过实验的方法对含水煤样进行瓦斯解吸实验，对实验测定的数据进行分析计算从而反推得到原位储层中的瓦斯压力，如此可以实现对原位煤层瓦斯压力的测量。
3、现有的模拟实验装置，一般包括煤样罐、真空泵、甲烷气瓶以及解吸测量装置，煤样罐连接有进气阀、压力表与温度传感器。该种结构的煤样罐内部体积一般恒定不可改变，并未考虑实际取芯过程中将煤层原位含水的煤样放入取芯器内这一过程中煤样所处的空间体积变大这一变化，忽略了煤样所处空间体积扩大会导致煤样瓦斯压力发生变化，进而对煤样瓦斯解吸带来的影响，从而导致获得的瓦斯压力与瓦斯解吸数据并不能够还原真实的瓦斯解吸情况，最终影响原位煤层瓦斯压力的准确测量。
4、因此，亟需一种改进的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，可模拟将原位储层中含水的煤样放入取芯器内的过程中煤样所处的空间扩大这一过程
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，包括煤样罐、抽真空装置、进气装置、注水装置和解吸装置，所述煤样罐包括罐体、上罐盖和下罐盖，所述罐体的顶端、底端均开口，所述罐体的顶端、底端分别可拆卸密封安装有所述上罐盖、下罐盖，所述罐体内设有可沿煤样罐的高度方向往复移动的活塞；所述抽真空装置通过第一抽真空管路与第一进气阀的第一端连接，所述第一进气阀的第二端通过连接管路与所述罐体的煤样罐进气口连接，所述煤样罐进气口位于所述活塞的下方；所述进气装置包括甲烷气瓶、气瓶阀门和参考罐，所述甲烷气瓶的出气口与所述气瓶阀门的第一端连接，所述气瓶阀门的第二端与所述参考罐的参考罐进气口连接，所述参考罐的参考罐出气口通过进气管路与所述第一进气阀的第一端连接，所述参考罐连接有参考罐压力表，所述进气管路上沿靠近所述第一进气阀的方向依次设有第二进气阀、调压阀和流量控制器；所述注水装置通过注水管路与所述下罐盖的进水口连接，所述下罐盖的进水口与所述罐体的内部连通；所述解吸装置包括出气阀和多个出气计量器，所述出气阀的第一端通过第一出气管路与所述罐体的煤样罐出气口连接，所述煤样罐出气口位于所述活塞的下方，所述第一出气管路上设有煤样罐压力表，所述多个出气计量器的进气口分别通过第二出气管路与所述出气阀的第二端连接，所述多个出气计量器的出气口分别与外部环境连通，所述第二出气管路上设有排气阀。
4、作为优选的技术方案，还包括恒温控制装置，所述恒温控制装置包括恒温水浴箱，所述罐体的外部套设有外壳，所述外壳的顶端、底端分别焊接在所述罐体上，所述外壳的内壁和罐体之间具有空间，所述外壳的外部包裹有保温层，所述外壳的外壁设有第一接口和第二接口，所述第一接口和第二接口均与所述空间连通，所述第一接口通过第一管路与所述恒温水浴箱上的出口连接，所述第一管路上设有循环泵，所述出口与所述恒温水浴箱的内部连通，所述第二接口通过第二管路与所述恒温水浴箱上的进口连接，所述进口与所述恒温水浴箱的内部连通，所述罐体设有煤样罐温度检测管路，所述煤样罐温度检测管路与所述罐体的内部连通并位于所述活塞的下方，所述煤样罐温度检测管路的远离所述罐体的一端伸出保温层之外并与煤样罐温度表连接，所述参考罐连接有参考罐温度表。
5、作为优选的技术方案，所述下罐盖设有磁力搅拌装置，所述磁力搅拌装置包括磁力搅拌电机、减速机、支座和磁力搅拌组件；所述支座设置在所述下罐盖的底端，所述减速机设置在所述支座的底端，所述磁力搅拌电机设置在所述减速机的底端，所述磁力搅拌电机的输出轴的末端与减速机的输入轴的末端连接，所述磁力搅拌组件包括连接套、中心轴、两个外磁柱、两个内磁柱和搅拌轴，所述连接套位于所述支座内，所述支座的底端设有第一贯通孔，所述减速机的输出轴的末端穿过该第一贯通孔并伸入到所述支座内，所述减速机的输出轴的末端与所述连接套的底端连接，所述两个外磁柱分别设置在所述连接套的内壁上且两者呈相对设置，所述中心轴位于所述连接套内，所述中心轴的第一端可转动地设置在连接套内的底部上，所述中心轴的第二端穿过连接套内的顶部的第二贯通孔并可转动地设置在所述支座顶端的第三贯通孔内，所述中心轴的第二端与所述搅拌轴连接，所述中心轴的外壁上设有与所述两个外磁柱分别对应的所述两个内磁柱，所述两个内磁柱的极性和两个外磁柱的极性相反，所述搅拌轴贯穿下罐盖的过孔设置，所述搅拌轴上设有螺旋叶片，所述螺旋叶片位于所述罐体内。
6、作为优选的技术方案，所述活塞的顶端连接有活塞杆，所述活塞杆贯穿所述上罐盖的通孔设置，所述活塞杆与所述通孔密封连接，所述活塞杆的远离所述活塞的一端与驱动气缸连接，所述驱动气缸通过气缸支座设置在所述上罐盖的顶端。
7、作为优选的技术方案，所述抽真空装置包括真空泵和真空容器，所述真空泵的进气口通过第二抽真空管路与所述真空容器的出气口连接，所述真空容器的进气口通过所述第二抽真空管路与所述第一进气阀的第一端连接，所述第一抽真空管路上设有抽真空阀，所述第二抽真空管路上沿靠近所述真空容器的方向依次设有放空管路和真空表，所述放空管路上设有放空阀，所述真空容器底端的出口连接有排液管路，所述排液管路上设有排液阀。
8、作为优选的技术方案，所述进气装置还包括氦气气瓶，所述氦气气瓶的出气口与所述气瓶阀门的第一端连接。
9、作为优选的技术方案，所述注水装置包括储水罐和恒速恒压泵，所述储水罐的出水口通过进水管路与所述恒速恒压泵的进水口连接，所述恒速恒压泵的出水口通过所述注水管路与所述下罐盖的进水口连接，所述进水管路上设有第一进水阀，所述注水管路上设有第二进水阀。
10、作为优选的技术方案，所述解吸装置还包括干燥器，所述出气阀的第二端通过排气管路与所述干燥器的第一端连接，所述多个出气计量器的进气口分别通过第二出气管路与所述干燥器的第二端连接。
11、一种不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，包括煤样罐、抽真空装置、进气装置和解吸装置，所述煤样罐包括罐体、上罐盖和下罐盖，所述罐体的顶端、底端均开口，所述罐体的顶端、底端分别可拆卸密封安装有所述上罐盖、下罐盖，所述罐体内设有可沿煤样罐的高度方向往复移动的活塞，所述下罐盖的一侧设有对接球阀，所述对接球阀的第一端与所述罐体的内部连通，所述对接球阀的第二端用于与取芯器对接；所述抽真空装置通过第一抽真空管路与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，包括煤样罐、抽真空装置、进气装置、注水装置和解吸装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，其特征在于，还包括恒温控制装置，所述恒温控制装置包括恒温水浴箱，所述罐体的外部套设有外壳，所述外壳的顶端、底端分别焊接在所述罐体上，所述外壳的内壁和罐体之间具有空间，所述外壳的外部包裹有保温层，所述外壳的外壁设有第一接口和第二接口，所述第一接口和第二接口均与所述空间连通，所述第一接口通过第一管路与所述恒温水浴箱上的出口连接，所述第一管路上设有循环泵，所述出口与所述恒温水浴箱的内部连通，所述第二接口通过第二管路与所述恒温水浴箱上的进口连接，所述进口与所述恒温水浴箱的内部连通，所述罐体设有煤样罐温度检测管路，所述煤样罐温度检测管路与所述罐体的内部连通并位于所述活塞的下方，所述煤样罐温度检测管路的远离所述罐体的一端伸出保温层之外并与煤样罐温度表连接，所述参考罐连接有参考罐温度表。
3.根据权利要求1所述的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，其特征在于，所述下罐盖设
4.根据权利要求1所述的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，其特征在于，所述活塞的顶端连接有活塞杆，所述活塞杆贯穿所述上罐盖的通孔设置，所述活塞杆与所述通孔密封连接，所述活塞杆的远离所述活塞的一端与驱动气缸连接，所述驱动气缸通过气缸支座设置在所述上罐盖的顶端。
5.根据权利要求1所述的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，其特征在于，所述抽真空装置包括真空泵和真空容器，所述真空泵的进气口通过第二抽真空管路与所述真空容器的出气口连接，所述真空容器的进气口通过所述第二抽真空管路与所述第一进气阀的第一端连接，所述第一抽真空管路上设有抽真空阀，所述第二抽真空管路上沿靠近所述真空容器的方向依次设有放空管路和真空表，所述放空管路上设有放空阀，所述真空容器底端的出口连接有排液管路，所述排液管路上设有排液阀。
6.根据权利要求1所述的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，其特征在于，所述进气装置还包括氦气气瓶，所述氦气气瓶的出气口与所述气瓶阀门的第一端连接。
7.根据权利要求1所述的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，其特征在于，所述注水装置包括储水罐和恒速恒压泵，所述储水罐的出水口通过进水管路与所述恒速恒压泵的进水口连接，所述恒速恒压泵的出水口通过所述注水管路与所述下罐盖的进水口连接，所述进水管路上设有第一进水阀，所述注水管路上设有第二进水阀。
8.根据权利要求1所述的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，其特征在于，所述解吸装置还包括干燥器，所述出气阀的第二端通过排气管路与所述干燥器的第一端连接，所述多个出气计量器的进气口分别通过第二出气管路与所述干燥器的第二端连接。
9.一种不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，包括煤样罐、抽真空装置、进气装置和解吸装置，其特征在于，
10.根据权利要求9所述的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，其特征在于，还包括含水率测量装置，所述含水率测量装置包括支架、旋转托盘、X射线发射器以及X射线接收器，所述支架内的顶部设有驱动电机，所述支架内的顶部设有孔位，所述驱动电机的输出轴的末端穿过所述支架的孔位并与所述旋转托盘连接，所述驱动电机用于驱动所述旋转托盘转动，所述煤样罐用于放置在所述旋转托盘的顶端，所述X射线发射器和X射线接收器分别用于放置在所述罐体的两侧。
...【技术特征摘要】
1.一种不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，包括煤样罐、抽真空装置、进气装置、注水装置和解吸装置，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，其特征在于，还包括恒温控制装置，所述恒温控制装置包括恒温水浴箱，所述罐体的外部套设有外壳，所述外壳的顶端、底端分别焊接在所述罐体上，所述外壳的内壁和罐体之间具有空间，所述外壳的外部包裹有保温层，所述外壳的外壁设有第一接口和第二接口，所述第一接口和第二接口均与所述空间连通，所述第一接口通过第一管路与所述恒温水浴箱上的出口连接，所述第一管路上设有循环泵，所述出口与所述恒温水浴箱的内部连通，所述第二接口通过第二管路与所述恒温水浴箱上的进口连接，所述进口与所述恒温水浴箱的内部连通，所述罐体设有煤样罐温度检测管路，所述煤样罐温度检测管路与所述罐体的内部连通并位于所述活塞的下方，所述煤样罐温度检测管路的远离所述罐体的一端伸出保温层之外并与煤样罐温度表连接，所述参考罐连接有参考罐温度表。
3.根据权利要求1所述的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，其特征在于，所述下罐盖设有磁力搅拌装置，所述磁力搅拌装置包括磁力搅拌电机、减速机、支座和磁力搅拌组件；
4.根据权利要求1所述的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，其特征在于，所述活塞的顶端连接有活塞杆，所述活塞杆贯穿所述上罐盖的通孔设置，所述活塞杆与所述通孔密封连接，所述活塞杆的远离所述活塞的一端与驱动气缸连接，所述驱动气缸通过气缸支座设置在所述上罐盖的顶端。
5.根据权利要求1所述的不同含水率条件下保真煤样瓦斯压力模拟实验系统，其特征在于，所述抽真空装置包括真空泵和真空容器，所述真空泵的进气口通过第二抽真空管路与所述真空容器的出气口连接，所述真空容器...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢和平，高明忠，宋杰，崔鹏飞，李永程，李炬，王天宇，杨本高，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：
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