注氣驅(qū)替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種注氣驅(qū)替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺，包括加載裝置、脫氣裝置、吸附裝置、注氣裝置、抽采裝置、數(shù)據(jù)采集裝置。本實用新型以現(xiàn)場注氣驅(qū)替煤層瓦斯技術(shù)為依托，建立了一套注氣驅(qū)替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺。本實用新型可人為的控制和改變實驗條件，從而可研究不同種類注入氣體、注氣壓力、注氣流量對注氣驅(qū)替瓦斯效果的影響，實驗可模擬現(xiàn)場注氣驅(qū)替煤層瓦斯技術(shù)，為現(xiàn)場注氣驅(qū)替煤層瓦斯技術(shù)的應(yīng)用提供一定的參考。
【專利說明】注氣驅(qū)替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及瓦斯抽采領(lǐng)域，主要是提供了一種注氣驅(qū)替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界上最大的產(chǎn)煤國，也是發(fā)生災(zāi)害事故最嚴重的國家，瓦斯抽采是防治煤礦瓦斯災(zāi)害的根本措施，由于我國煤層瓦斯賦存具有“三高三低”的特征，使得煤層瓦斯采前預(yù)抽效果不甚理想，為此采取強化措施進行抽采尤為必要。目前國內(nèi)外強化抽采措施主要有水力壓裂、水力割裂、深孔預(yù)裂爆破等，但其工藝較為復(fù)雜，成本較高。注氣驅(qū)替抽采瓦斯操作簡單、成本較低。經(jīng)過國內(nèi)外學(xué)者的努力，注氣驅(qū)替煤層瓦斯技術(shù)機理的研究取得了不少成果，但對不同因素條件下注氣驅(qū)替效果及其可靠性，如不同種類注入氣體、注氣流量、注氣壓力及其誘發(fā)煤與瓦斯突出，還需進一步研究。然而對該技術(shù)的研究，現(xiàn)場試驗方面難以實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測，實驗室實驗缺乏相關(guān)的實驗臺。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了研究不同種類注入氣體、注氣壓力、注氣流量等因素對注氣驅(qū)替瓦斯效果的影響，本實用新型提供了一種注氣驅(qū)替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺。
[0004]本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種注氣驅(qū)替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺，包括加載裝置、脫氣裝置、吸附裝置、注氣裝置、抽采裝置、數(shù)據(jù)采集裝置。加載裝置由箱體(13)、加載壓頭(18)、液壓缸(19)、油路(20)、控制閥(21)、液壓泵站(22)、膠囊封孔器(7)組成，箱體(13)內(nèi)設(shè)有型煤(10)，型煤(10)上設(shè)有加載壓頭(18)，加載壓頭(18)上設(shè)有液壓缸(19)，液壓缸(19)通過控制閥(21)和油路(20)連接液壓泵站(22)，型煤(10)中設(shè)有鉆孔，鉆孔通過膠囊封孔器(7)封孔，膠囊封孔器(7)與箱體(13)之間進行密封，膠囊封孔器(7)連接抽采裝置和注氣裝置；脫氣裝置由真空泵(12)、氣體控制閥(4)、真空度計(3)、箱體接頭(14)組成，真空泵(12)、氣體控制閥(4)、真空度計(3)依次連接然后與箱體接頭(14)連接；吸附裝置由壓力表(8)、氣體控制閥(4)、高壓氣瓶(11)、箱體接頭(14)、箱體(13)、卸壓閥(9)組成，高壓氣瓶(11)、氣體控制閥(4)、壓力表(8)依次連接，然后與箱體接頭(14)連接，箱體(13)上設(shè)有卸壓閥(9);注氣裝置由氣瓶(17)、氣體控制閥(4)、壓力表(8)、導(dǎo)氣管(2)、增壓泵(16)、壓力表(8)、氣體控制閥(4)、流量傳感器(5)、閥門
(6)、膠囊封孔器(7)組成，膠囊封孔器(7)依次連接閥門(6)、流量傳感器(5)、氣體控制閥
(4)、壓力表(8)、增壓泵(16)、導(dǎo)氣管(2)、氣瓶(17);抽采裝置由抽采泵(I)、導(dǎo)氣管(2)、真空度計(3)、氣體控制閥(4)、流量傳感器(5)、閥門(6)、膠囊封孔器(7)組成，膠囊封孔器(7)依次連接閥門(6)、流量傳感器(5)、氣體控制閥(4)、真空度計(3)、導(dǎo)氣管(2)、抽采泵(1);數(shù)據(jù)采集裝置由流量傳感器(5)、計算機(15)組成，流量傳感器(5)連接計算機
(15)。
[0005]本實用新型以現(xiàn)場注氣驅(qū)替煤層瓦斯技術(shù)為依托，建立了一套注氣驅(qū)替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺。本實用新型可人為的控制和改變實驗條件，從而可研究不同種類注入氣體、注氣壓力、注氣流量對注氣驅(qū)替瓦斯效果的影響，實驗可模擬現(xiàn)場注氣驅(qū)替煤層瓦斯技術(shù)，為現(xiàn)場注氣驅(qū)替煤層瓦斯技術(shù)的應(yīng)用提供一定的參考。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖2為加載裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0008]一種注氣驅(qū)替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺，包括加載裝置、脫氣裝置、吸附裝置、注氣裝置、抽采裝置、數(shù)據(jù)采集裝置。加載裝置由箱體13(1500_*1500_*1500_)、加載壓頭18、液壓缸19、油路20、控制閥21、液壓泵站22、膠囊封孔器7組成，箱體13內(nèi)設(shè)有型煤10，型煤10上設(shè)有加載壓頭18，加載壓頭18上設(shè)有液壓缸19，液壓缸19通過控制閥21和油路20連接液壓泵站22，型煤10中設(shè)有鉆孔，鉆孔通過膠囊封孔器7封孔，膠囊封孔器7與箱體13之間進行密封，膠囊封孔器7連接抽采裝置和注氣裝置；脫氣裝置由真空泵12、氣體控制閥4、真空度計3、箱體接頭14組成,真空泵12、氣體控制閥4、真空度計3依次連接然后與箱體接頭14連接；吸附裝置由壓力表8、氣體控制閥4、高壓氣瓶11、箱體接頭14、箱體13、卸壓閥9組成，高壓氣瓶11、氣體控制閥4、壓力表8依次連接，然后與箱體接頭14連接，箱體13上設(shè)有卸壓閥9 ;注氣裝置由氣瓶17、氣體控制閥4、壓力表8、導(dǎo)氣管2、增壓泵16、壓力表8、氣體控制閥4、流量傳感器5、閥門6、膠囊封孔器7組成，膠囊封孔器7依次連接閥門6、流量傳感器5、氣體控制閥4、壓力表8、增壓泵16、導(dǎo)氣管2、氣瓶17 ;抽采裝置由抽采泵1、導(dǎo)氣管2、真空度計3、氣體控制閥4、流量傳感器5、閥門6、膠囊封孔器7組成，膠囊封孔器7依次連接閥門6、流量傳感器5、氣體控制閥4、真空度計3、導(dǎo)氣管2、抽采泵I ;數(shù)據(jù)采集裝置由流量傳感器5、計算機15組成，流量傳感器5連接計算機15。
[0009]本實用新型【具體實施方式】如下:實驗前將制作好的型煤10放入箱體13內(nèi)，然后通過液壓泵站22控制液壓缸19對型煤10進行加載，達到所需壓力后，在型煤10中打鉆孔，利用膠囊封孔器7進行封孔，同時將膠囊封孔器7與箱體13之間進行密封，然后膠囊封孔器7連接抽采裝置，依次連接閥門6、流量傳感器5、氣體控制閥4、真空度計3、導(dǎo)氣管2、抽采泵1，膠囊封孔器7連接注氣裝置，依次連接閥門6、流量傳感器5、氣體控制閥4、壓力表
8、增壓泵16、導(dǎo)氣管2、氣瓶17，最后將脫氣裝置中的真空泵12、氣體控制閥4、真空度計3依次連接之后與箱體接頭14相連，吸附裝置中的高壓氣瓶11、氣體控制閥4、壓力表8依次連接之后與箱體接頭14相連，之后打開真空泵12及相連的氣體控制閥4進行脫氣，待箱體內(nèi)氣體接近與真空時，脫氣完成后，打開高壓氣瓶11及相連的氣體控制閥4進行吸附，待吸附完成后，打開氣瓶17、氣體控制閥4、增壓泵16，待壓力達到所需壓力時，打開氣體控制閥
4、閥門6進行注氣，同時打開抽采泵1、氣體控制閥4、閥門6抽采型煤10內(nèi)瓦斯，流量傳感器5將采集的數(shù)據(jù)傳入計算機15進行分析。從而研究不同種類注入氣體、注氣壓力、注氣流量對注氣驅(qū)替瓦斯效果的影響，為現(xiàn)場注氣驅(qū)替技術(shù)的應(yīng)用提供一定的參考。
【權(quán)利要求】
1.一種注氣驅(qū)替煤層瓦斯物理相似模擬實驗臺，包括加載裝置、脫氣裝置、吸附裝置、注氣裝置、抽采裝置、數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于:加載裝置由箱體(13)、加載壓頭(18)、液壓缸(19)、油路(20)、控制閥(21)、液壓泵站(22)、膠囊封孔器(7)組成，箱體(13)內(nèi)設(shè)有型煤(10)，型煤(10)上設(shè)有加載壓頭(18)，加載壓頭(18)上設(shè)有液壓缸(19)，液壓缸(19)通過控制閥(21)和油路(20)連接液壓泵站(22)，型煤(10)中設(shè)有鉆孔，鉆孔通過膠囊封孔器(7)封孔，膠囊封孔器(7)與箱體(13)之間進行密封，膠囊封孔器(7)連接抽采裝置和注氣裝置；脫氣裝置由真空泵(12)、氣體控制閥(4)、真空度計(3)、箱體接頭(14)組成，真空泵(12)、氣體控制閥(4)、真空度計(3)依次連接然后與箱體接頭(14)連接；吸附裝置由壓力表⑶、氣體控制閥⑷、高壓氣瓶(11)、箱體接頭(14)、箱體(13)、卸壓閥(9)組成，高壓氣瓶(11)、氣體控制閥(4)、壓力表(8)依次連接，然后與箱體接頭(14)連接，箱體(13)上設(shè)有卸壓閥(9);注氣裝置由氣瓶(17)、氣體控制閥(4)、壓力表(8)、導(dǎo)氣管(2)、增壓泵(16)、壓力表(8)、氣體控制閥(4)、流量傳感器(5)、閥門(6)、膠囊封孔器(7)組成，膠囊封孔器(7)依次連接閥門(6)、流量傳感器(5)、氣體控制閥(4)、壓力表(8)、增壓泵(16)、導(dǎo)氣管(2)、氣瓶(17);抽采裝置由抽采泵(I)、導(dǎo)氣管(2)、真空度計(3)、氣體控制閥(4)、流量傳感器(5)、閥門(6)、膠囊封孔器(7)組成，膠囊封孔器(7)依次連接閥門(6)、流量傳感器(5)、氣體控制閥(4)、真空度計(3)、導(dǎo)氣管(2)、抽采泵(I);數(shù)據(jù)采集裝置由流量傳感器(5)、計算機(15)組成，流量傳感器(5)連接計算機(15)。
【文檔編號】G09B25/00GK203787002SQ201420200664
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】林海飛, 李樹剛, 李志梁, 趙鵬翔, 肖鵬, 魏宗勇, 成連華, 潘紅宇, 丁洋, 王紅勝, 李昊天, 安朝峰, 黃猛 申請人:西安科技大學(xué)