煤系頁巖瓦斯吸附解吸滲流實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及頁巖氣吸附/解吸滲流實驗裝置，尤其涉及一種煤系頁巖瓦斯吸附解吸滲流實驗裝置。
【背景技術】
[0002]煤系頁巖瓦斯是重要的新興能源，在煤礦開采過程中，煤系頁巖與瓦斯之間存在著十分復雜的互動關系，瓦斯在煤系頁巖中的運移受瓦斯吸附/解吸、瓦斯壓力、地應力狀態、地下水、地溫、煤系頁巖結構等諸多因素的制約。我國是煤系頁巖瓦斯儲能大國，對煤系頁巖瓦斯的開發利用研究不但能夠增大煤礦生產安全系數，提高經濟效益，還能極大的緩解我國能源緊張狀況，但我國大部分地區煤系頁巖層屬于低滲透頁巖層，煤系頁巖瓦斯的抽采效率極低，無法進行常規工業化開采。
[0003]熱力開采法是針對低滲透頁巖層進行煤系頁巖瓦斯開采的方法，利用熱能注入提高煤系頁巖瓦斯的解吸滲流速度，從而達到大幅度提高煤系頁巖瓦斯產量的目的。熱力開采法雖然在理論上能夠實現提高煤系頁巖瓦斯產量的目的，但是針對注熱開采時煤系頁巖瓦斯的解吸滲流過程的研究還遠沒有達到機理清晰、規律明確的程度，還無法投入工業生產中去。現有的煤系頁巖解吸滲流實驗裝置主要集中在電加熱和蒸汽注熱方式上，此種方式需要在解吸罐外增加保溫裝置，一般采用水浴加熱方式，造成了整體儀器體積大，且液體的存在不易運載。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種煤系頁巖瓦斯吸附/解吸滲流實驗裝置，以解決上述技術問題。
[0005]為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的:一種煤系頁巖瓦斯吸附/解吸滲流實驗裝置，包括:總管路；供氣裝置，包括高壓瓦斯瓶和高壓氦氣瓶，高壓瓦斯瓶和高壓氦氣瓶的出口均設有減壓閥；吸附裝置，包括三軸加壓裝置，三軸加壓裝置包括三軸壓力室、位于三軸壓力室兩端的上壓蓋和下壓蓋，下壓蓋設有貫穿下壓蓋的下通孔，下壓蓋內部設有貫穿下壓蓋的下壓頭，在下壓頭內部設有上下貫穿的出氣孔；上壓蓋設有貫穿上壓蓋的上通孔，上壓蓋內部設有貫穿上壓蓋的上壓頭，上壓頭內部設有上下貫穿的進氣孔；上壓頭和下壓頭之間設有頁巖；在頁巖、上壓頭和下壓頭的外部設有熱縮管；吸附裝置與供氣裝置連接于總管路；真空裝置，與總管路相連接，真空裝置與總管之間設有截止閥；空氣加熱裝置，包括電加熱管、保溫體和電源；保溫體設置于三軸壓力室內側壁上，電加熱管設置于保溫體內，電源設置于三軸壓力室的外壁上，電加熱管與電源相連。
[0006]上述技術特征中，真空裝置包括真空栗、真空計、進氣管和分支連接管，分支連接管的一端通過四通閥與真空栗、真空計和進氣管相連接，分支連接管的另一端通過另一個四通閥與總管路相連接，真空栗、真空計、進氣管和分支連接管上分別設有截止閥。
[0007]上述技術特征中，上壓頭下部設有上多孔板，下壓頭上部設有下多孔板。
[0008]上述技術特征中，進氣孔與上多孔板相連通，出氣孔與下多孔板相連通。
[0009]上述技術特征中，在下壓頭內部設有上下貫穿的貫通孔，貫通孔與頁巖內部相連通，在貫通孔內設有溫度傳感器。
[0010]上述技術特征中，下壓蓋內部設有擋板，下壓頭貫穿擋板，擋板位于三軸壓力室內。
[0011]上述技術特征中，擋板上方設有一個支架，支架位于三軸壓力室的內側壁上，保溫體固定于支架上。
[0012]上述技術特征中，下壓蓋內側壁上設置有凸起，擋板設置在三軸壓力室側壁底面與凸起上表面之間。
[0013]上述技術特征中，三軸加壓裝置的進氣孔連接有入口端氣體質量流量計和入口端壓力計；入口端壓力計與進氣孔通過四通管相連，四通管的四個接口分別連接入口端壓力計、高壓瓦斯瓶的減壓閥出口、高壓氦氣瓶的減壓閥出口和真空栗。
[0014]上述技術特征中，三軸加壓裝置的出氣孔連接有出口端氣體質量流量計，中間設置有放氣閥門。
[0015]與現有技術相比，本發明的優點在于:本發明實驗裝置具有三軸壓功能，可實現對煤系頁巖瓦斯的吸附/解吸滲流的功能測試，獲得空氣加熱作用下煤系頁巖瓦斯吸附/解吸滲流性能參數，本發明實驗裝置結構簡單、便于運載；由于由于空氣加熱裝置將三軸壓力室中的空氣加熱后，經過熱傳遞，將熱量傳遞到待測介質中，有較高的熱效率，并且免去在三軸加壓裝置外加水浴加溫裝置，裝置結構簡單；數據采集系統采用靈敏度及精確度更高的傳感器以及氣體質量流量計和壓力計等，保證了數據采集的可靠性；采用氣體質量流量計測量煤系頁巖吸附瓦斯氣體量，不但精簡了實驗裝置，而且試驗流程也大大簡化，后期數據處理及計算工作量相對較少。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發明實施例的結構示意圖；
[0018]圖2為本發明實施例吸附裝置及空氣加熱裝置的結構示意圖；
[0019]圖3為本發明實施例真空裝置的結構示意圖。
[0020]【具體實施方式】的附圖標號:
[0021]1-高壓瓦斯瓶；2-高壓氦氣瓶；3-減壓閥； 4-三軸加壓裝置；
[0022]40-貫通孔； 41-三軸壓力室；42-上壓蓋； 43-下壓蓋；
[0023]44-上壓頭；45-下壓頭； 46-進氣孔； 47-出氣孔；48-上通孔；
[0024]49-下通孔；5-擋板；6-溫度傳感器；7_支架； 71-凹槽；
[0025]8-空氣加熱裝置；81-電加熱管；82-電源；
[0026]83-保溫體； 9-真空裝置； 91-真空栗； 92-真空計；
[0027]93-進氣管；94-分支連接管；95-截止閥； 10-熱縮管；
[0028]11-入口端氣體質量流量計；12-入口端壓力計；
[0029]13-出口端氣體質量流量計；14-放氣閥門；15-上多孔板；
[0030]16-下多孔板； A-頁巖；B-吸附裝置。
【具體實施方式】
[0031]以下將結合附圖對本發明各實施例的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發明所保護的范圍。
[0032]如圖1和圖3所示，本發明涉及一種煤系頁巖瓦斯吸附/解吸滲流實驗裝置，包括:總管路以及連接于總管上的供氣裝置、真空裝置9、吸附裝置B和空氣加熱裝置8 ;供氣裝置包括高壓瓦斯瓶1和高壓氦氣瓶2，高壓瓦斯瓶1和高壓氦氣瓶2的出口均設有減壓閥3 ;真空裝置9包括真空栗91、真空計92、進氣管93和分支連接管94，分支連接管94的一端通過四通閥與真空栗91、真空計92和進氣管93