1.煤心內(nèi)部氣體地面測試裝置,其特征在于:包括分析小車和分叉接頭,分析小車為箱體結構,分析小車內(nèi)部為框架板結構,分析小車的底部一側(cè)設有兩個車輪,分析小車底部的另一側(cè)設有兩塊支撐墊塊,分析小車的外側(cè)上部設有翻板和把手,翻板的下側(cè)邊沿鉸接在分析小車上,分析小車的頂部敞口,分析小車的頂部敞口處設有蓋板和開合板,蓋板通過螺栓連接在分析小車頂部,開合板的一側(cè)通過合頁鉸接在蓋板上,開合板的另一側(cè)通過卡扣與翻板上邊沿連接;分析小車內(nèi)設有真空泵、壓裂筒、便攜電腦、蓄電池、游離氣體分析儀和煤內(nèi)氣體分析儀,游離氣體分析儀和煤內(nèi)氣體分析儀均通過螺栓固定在分析小車的底部,真空泵和壓裂筒通過易拆卸連接組件固定在分析小車底部,蓄電池放置在煤內(nèi)氣體分析儀上,便攜電腦放置在游離氣體分析儀上,便攜電腦位于翻板的內(nèi)側(cè),蓄電池通過電線與便攜電腦連接;
真空泵的出氣口連接有抽氣管,抽氣管的出氣口通過兩根抽氣支管分別與游離氣體分析儀和煤內(nèi)氣體分析儀連接,抽氣管上設有第一控制閥,連接游離氣體分析儀的抽氣支管上設有第二控制閥,連接煤內(nèi)氣體分析儀的抽氣支管上設有第三控制閥;
分析小車的一側(cè)并排設有出液管和進氣管,進氣管的出氣口通過兩根進氣支管分別與游離氣體分析儀和煤內(nèi)氣體分析儀連接,連接游離氣體分析儀的進氣支管上設有第四控制閥,連接煤內(nèi)氣體分析儀的進氣支管上設有第五控制閥,出液管的進液口連接在壓裂筒上,出液管上設有第六控制閥和第一壓力傳感器,壓裂筒上還連接有進液管,進液管連接有注液泵,進液管上設有第七控制閥,出液管的出液口和進氣管的進氣口與分叉接頭連接;
分叉接頭包括進氣半圓管和壓裂半圓管,壓裂半圓管長度大于進氣半圓管的長度,進氣半圓管的出氣口與壓裂半圓管的進液口齊平,出液管的出液口與壓裂半圓管的進液口連接,進氣管的進氣口與進氣半圓管的出氣口連接,進氣半圓管和壓裂半圓管外部套設有旋緊管,旋緊管的一側(cè)設有外螺紋,進氣半圓管的進氣口出設有第二壓力傳感器和氣體傳感器,進氣半圓管上設有第八控制閥,旋緊管外側(cè)設有壓力表,第二壓力傳感器通過數(shù)據(jù)線與壓力表連接;
便攜電腦通過數(shù)據(jù)線與第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥、第四控制閥、第五控制閥、第六控制閥、第七控制閥、第八控制閥、游離氣體分析儀、煤內(nèi)氣體分析儀、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、氣體傳感器和真空泵連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的煤心內(nèi)部氣體地面測試裝置,其特征在于:游離氣體分析儀和煤內(nèi)氣體分析儀的結構相同;游離氣體分析儀包括密閉的箱體,箱體內(nèi)固定設有驅(qū)動電機和紅外分析儀,驅(qū)動電機的主軸上設有扇葉,箱體的底部還設有真空傳感器、甲烷傳感器、二氧化碳傳感器和氮氣傳感器,箱體上設有抽氣接頭和進氣接頭,抽氣接頭與抽氣支管連接,進氣接頭與進氣支管連接;紅外分析儀、驅(qū)動電機、真空傳感器、甲烷傳感器、二氧化碳傳感器和氮氣傳感器分別通過數(shù)據(jù)線與便攜電腦連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的煤心內(nèi)部氣體地面測試裝置,其特征在于:易拆卸連接組件包括底架以及兩組固定架,底架通過螺栓固定在分析小車底部,兩組固定架上下并排設置且二者通過H形連接架連接,位于下方的固定架固定在底架上,真空泵和壓裂筒分別裝配固定在兩組固定架內(nèi);
固定在底架上的固定架包括上半圓桿和下半圓桿,上半圓桿至少設有兩根,下半圓桿至少設有兩根,下半圓桿并排固定在底架上,上半圓桿并排固定在H形連接架的底部,上半圓桿和下半圓桿上下對應設置,上半圓桿的一端與下半圓桿的一端鉸接,上半圓桿的另一端與下半圓桿的另一端通過卡扣連接;
位于上方的固定架的下半圓桿并排固定在H形連接架的頂部。
4.根據(jù)權利要求3所述的煤心內(nèi)部氣體地面測試裝置的測氣方法,其特征在于:包括以下步驟:
(1)連接設備,將分叉接頭插設在取心筒內(nèi),旋緊管螺紋連接在取心筒的上端口處,取心筒內(nèi)盛裝有在地下采集的煤心;
(2)通過操控便攜電腦關閉所有閥門,接著依次打開第一控制閥、第二控制閥和第三控制閥,然后啟動真空泵,真空泵將游離氣體分析儀和煤內(nèi)氣體分析儀內(nèi)部的空氣抽出,當真空傳感器檢測到游離氣體分析儀和煤內(nèi)氣體分析儀內(nèi)部均為真空狀態(tài)并將信息傳輸給便攜電腦時,便攜電腦發(fā)出指令,關閉第一控制閥、第二控制閥、第三控制閥和真空泵;
(3)依次打開第七控制閥、第六控制閥和第四控制閥,啟動注液泵通過進液管向壓裂筒內(nèi)注入壓裂液,第一壓力傳感器實時監(jiān)測進液管內(nèi)的壓力,通過操控便攜電腦改變第六控制閥和第七控制閥的開啟量,從而調(diào)整出液管內(nèi)壓裂液的壓力;
(4)壓裂液進入壓裂筒后從出液管流出,接著經(jīng)壓裂半圓管注入取心筒內(nèi),壓裂液驅(qū)替取心筒內(nèi)的游離氣體,游離氣體向上被引出至進氣半圓管內(nèi),然后進氣半圓管內(nèi)的氣體傳感器監(jiān)測到氣體,氣體傳感器向便攜電腦傳輸信息,之后便攜電腦控制第八控制閥打開,游離氣體經(jīng)進氣支管進入游離氣體分析儀;
(5)當氣體傳感器監(jiān)測不到氣體時,說明游離氣體全部驅(qū)替出,依次關閉第七控制閥、第六控制閥、第八控制閥和第四控制閥,并通過操控便攜電腦啟動游離氣體分析儀內(nèi)的驅(qū)動電機和紅外分析儀,驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動帶動扇葉轉(zhuǎn)動,甲烷傳感器、二氧化碳傳感器和氮氣傳感器對箱體內(nèi)的游離氣體進行分析,最終分析得出箱體內(nèi)游離氣體的甲烷濃度、二氧化碳濃度和氮氣濃度,紅外分析儀探測分析游離氣體內(nèi)不同氣體的波長,從而探測出游離氣體的種類,最終甲烷傳感器、二氧化碳傳感器、氮氣傳感器和紅外分析儀將探測得到結果傳輸給便攜電腦;
(6)游離氣體儀分析完畢后,打開第六控制閥、第七控制閥和第五控制閥,繼續(xù)向取心筒內(nèi)注入壓裂液,當?shù)诙毫鞲衅鞅O(jiān)測到取心筒內(nèi)的壓力達到設定好的地層壓力時,關閉第六控制閥和第七控制閥并停止注入壓裂液,煤心內(nèi)部的氣體開始緩慢析出形成氣泡緩慢上移,氣體傳感器監(jiān)測到氣體并反饋至便攜電腦,便攜電腦發(fā)出指令打開第八控制閥,煤內(nèi)氣體經(jīng)進氣支管進入煤內(nèi)氣體分析儀內(nèi);
(7)當氣體傳感器監(jiān)測不到氣體時,說明煤內(nèi)氣體全部析出,依次關閉第八控制閥和第五控制閥,并通過操控便攜電腦啟動煤內(nèi)氣體分析儀內(nèi)的驅(qū)動電機和紅外分析儀,驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動帶動扇葉轉(zhuǎn)動,甲烷傳感器、二氧化碳傳感器和氮氣傳感器對箱體內(nèi)的煤內(nèi)氣體進行分析,最終分析得出箱體內(nèi)煤內(nèi)氣體的甲烷濃度、二氧化碳濃度和氮氣濃度,紅外分析儀探測分析煤內(nèi)氣體內(nèi)不同氣體的波長,從而探測出煤內(nèi)氣體的種類,最終甲烷傳感器、二氧化碳傳感器、氮氣傳感器和紅外分析儀將探測得到結果傳輸給便攜電腦。