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原文传递多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验装置及方法

专利名称：	多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验装置及方法
摘要：	一种多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验装置及方法，属于渗流力学实验装置技术领域。所述多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验装置，包括三轴压力室、轴压加载系统、围压加载系统、渗透压加载系统、温度控制系统和数据测量与收集系统，多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验方法包括实验准备、对煤岩试件施加围压、对煤岩试件施加轴压、对煤岩试件加温、对煤岩试件施加渗透压差、采集数据、重复实验和实验结束。所述多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验装置及方法，利用脉冲法测量煤岩渗透率，通过控制不同的变量来研究低渗透岩石渗透率的变化，能够有效测量低渗透煤岩渗透率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	辽宁工程技术大学
发明人：	王俊光;孙清林;金峤;余庆熔;梁冰;刘嗣哲;单常艳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910573299.2
公开号：	CN110160885A
代理机构：	沈阳东大知识产权代理有限公司
代理人：	尚云飞
分类号：	G01N3/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	123000 辽宁省阜新市细河区中华路47号
主权项：	1.一种多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验装置，其特征在于，包括三轴压力室、轴压加载系统、围压加载系统、渗透压加载系统、温度控制系统和数据测量与收集系统；所述三轴压力室包括缸体、缸盖和带孔底座，所述带孔底座的顶部与煤岩试件接触；所述轴压加载系统包括液压注入泵、轴压压力室、真空泵、自平衡活塞和轴压传感器，所述液压注入泵与轴压压力室连通，其连通管路上依次设置有第七截止阀、第二压力传感器和第二稳压阀，所述轴压压力室与所述缸盖连接，所述轴压压力室内部下方从上至下依次设置有自平衡活塞、轴压传感器和多孔垫片，所述多孔垫片与煤岩试件接触；所述围压加载系统包括高压氮气瓶、第十截止阀、第四压力传感器、第四稳压阀和第五截止阀，所述高压氮气瓶与所述三轴压力室连通，其连通管路上依次设置有第十截止阀、第四压力传感器和第四稳压阀；所述渗透压加载系统包括高压氮气瓶、第三截止阀、第一压力传感器、上游储气瓶、第四截止阀、第一稳压阀、第二截止阀、第三压力传感器、下游储气瓶、第九截止阀和第三稳压阀，所述高压氮气瓶分别与带孔底座和多孔垫片连通，所述高压氮气瓶与带孔底座连通管路上依次设置有第三截止阀、第一压力传感器、上游储气瓶、第四截止阀和第一稳压阀，所述高压氮气瓶与多孔垫片连通管路上依次设置有第二截止阀、第三压力传感器、下游储气瓶、第九截止阀、第三稳压阀和第十一截止阀；所述温度控制系统包括加热带和温度传感器，所述加热带设置在所述缸体的内壁，所述温度传感器设置在三轴压力室内部，所述加热带和温度传感器均与温度控制装置相连；所述数据测量与收集系统包括计算机，所述计算机分别与第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器和轴压传感器相连。 2.根据权利要求1所述的多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验装置，其特征在于，所述三轴压力室通过管路与外部连通，其连通管路设置有第五截止阀，用于卸载围压。 3.根据权利要求1所述的多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验装置，其特征在于，所述高压氮气瓶与带孔底座连通管路上还设置有第六截止阀，用于卸载渗透压加载系统上游的渗透压，所述高压氮气瓶与多孔垫片连通管路上还设置有第十一截止阀，用于卸载渗透压加载系统下游的渗透压。 4.根据权利要求1所述的多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验装置，其特征在于，所述轴压压力室与真空泵连接，用于加油压之前排净轴压压力室的空气，所述轴压压力室与量杯连通，其连通管路设置有第八截止阀，用于卸载轴压。 5.根据权利要求1所述的多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验装置，其特征在于，所述高压氮气瓶的出口设置有第一截止阀，所述第一截止阀远离高压氮气瓶的一端分别与所述第十截止阀、第三截止阀和第二截止阀连接。 6.根据权利要求1所述的多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验装置，其特征在于，所述加热带设置有若干条，若干条加热带串联并等间距贴于缸体内壁。 7.一种多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验方法，采用权利要求1所述的多场耦合作用下测量低渗透煤岩渗透率的实验装置，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、实验准备，制备煤岩试件，在煤岩试件的外部包裹耐高温橡胶套，并通过上卡箍和下卡箍固定，煤岩试件的上端与多孔垫片接触，煤岩试件的下端与带孔底座接触，连接好所有管路，并检查气密性，使所有截止阀均处于关闭状态；步骤二、对煤岩试件施加围压，打开第一截止阀和第十截止阀，使高压氮气瓶内的高压氮气进入三轴压力室对煤岩试件施加围压，围压达到设定值时，关闭第十截止阀；步骤三、对煤岩试件施加轴压，待围压稳定后，打开真空泵抽掉轴压压力室内空气，打开第七截止阀，通过液压注入泵向轴压压力室注入液压油，轴压达到设定值时，关闭第七截止阀；步骤四、对煤岩试件加温，通过温度控制装置对加热带进行加热至设定温度；步骤五、对煤岩试件施加渗透压差，待围压、轴压和温度稳定后，打开第二截止阀、第九截止阀、第三截止阀和第四截止阀，高压氮气传导至煤岩试件的两端，使得煤岩试件两端的气体压力大小相同，关闭第二截止阀和第三截止阀，静置使煤岩试件内高压氮气饱和，关闭第四截止阀，打开第三截止阀，增大通过第三截止阀的气体压力到设定压力，关闭第三截止阀，打开第四截止阀，煤岩试件两端形成设定好的渗透压差，实现脉冲加压；步骤六、采集数据，计算机采集第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器和轴压传感器的实验数据；步骤七、重复步骤二～步骤六，采集煤岩试件在不同温度、应力水平下的实验数据；步骤八、实验结束，试验完成后先关闭温度控制系统，然后依次卸载轴压、围压和渗透压，待三轴压力室温度降低以后，取出煤岩试件。
所属类别：	发明专利