详情

原文传递测定岩石瓦斯含量的装置及其方法

专利名称：	测定岩石瓦斯含量的装置及其方法
摘要：	本发明涉及测定岩石瓦斯含量的装置及其方法，属于瓦斯含量测定设备技术领域，装置包括设有四个阀口的主阀门以及与主阀门的四个阀口分别连通的充气罐、量筒、压力室和真空泵；在连接主阀门与充气罐之间的管路上设有第一阀门；在连接主阀门与量筒之间的管路上设有第二阀门；在连接主阀门与压力室之间的管路上设有第三阀门；在连接主阀门与真空泵之间的管路上设有第四阀门。本发明通过将由岩样制备的试样放入压力室内加压至井下岩石的地应力，然后对压力室抽真空，再向压力室充入瓦斯气体至压力达到井下瓦斯压力时，测定试样内的瓦斯含量，然后根据试样内的瓦斯含量与试样的质量之比，反推岩石的瓦斯含量。
专利类型：	发明专利
申请人：	中煤科工集团重庆研究院有限公司
发明人：	于宝种;张兆一;马正恒;姚峰;刘洋;耿延辉;郭恒;贾全敏;程昊;胡乐天;林府进;江万刚;孙锐;张玉明;刘文;李日富;潘辛;晁建伟
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
申请号：	CN201911360340.4
公开号：	CN111122380A
代理机构：	北京同恒源知识产权代理有限公司
代理人：	杨柳岸
分类号：	G01N7/00;G01N9/36;G;G01;G01N;G01N7;G01N9;G01N7/00;G01N9/36
申请人地址：	400039 重庆市九龙坡区二郎科城路6号
主权项：	1.测定岩石瓦斯含量的装置，其特征在于：包括设有四个阀口的主阀门以及与主阀门的四个阀口分别连通的充气罐、量筒、压力室和真空泵；所述量筒的底部插入装有液体的容器中且与其连通，所述量筒的顶部通过管路与主阀门连通，所述容器与空气连通；在连接所述主阀门与所述充气罐之间的管路上设有第一阀门；在连接所述主阀门与所述量筒之间的管路上设有第二阀门；在连接所述主阀门与所述压力室之间的管路上设有第三阀门；在连接所述主阀门与所述真空泵之间的管路上设有第四阀门；所述充气罐设有第一压力表和第一温度表；所述压力室设有第二压力表和第二温度表。 2.根据权利要求1所述的测定岩石瓦斯含量的装置，其特征在于：还包括与所述充气罐连通的气源装置。 3.根据权利要求1所述的测定岩石瓦斯含量的装置，其特征在于：在连接所述主阀门与所述压力室之间的管路上还设有第三压力表。 4.一种用于测定岩石瓦斯含量的方法，应用如权利要求1～3任一所述的装置，其特征在于：通过将由岩样制备的试样放入压力室内加压至井下岩石的地应力，然后对压力室抽真空，最后充入瓦斯气体保证试样与气体充分混合，当压力室的压力达到井下瓦斯压力时，测定试样内的瓦斯含量，然后根据试样内的瓦斯含量与试样的质量之比，反推岩石的瓦斯含量。 5.根据权利要求4所述的一种用于测定岩石瓦斯含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：钻孔取岩样，测量井下岩石的地应力PG和井下瓦斯压力P；用所取的岩样制作质量为m的试样；测定装置中公用管路的标准体积Vp、充气罐的标准体积Vr、压力室的标准体积Vc；将试样放入压力室，然后对压力室加压至PG，再对压力室抽真空，最后利用气体压力为P1的充气罐向压力室充入瓦斯至压力室的压力达到井下瓦斯压力P，再记录充气罐的压力P2、充气罐的温度t0和压力室的温度t1；由气体状态方程推导出试样中的气体体积ΔV；反推岩石的瓦斯含量其中，ΔV＝Vt-Vf， VS为压力室的自由体积，单位为cm3； Vt为充入压力室的瓦斯体积，单位为cm3； Vf压力室内自由空间的游离瓦斯体积，单位为cm3； Z1、Z2分别为在温度为t0，压力为P1、P2时的瓦斯压缩因子，单位为MPa-1； Z为在温度t1，压力为P时的瓦斯压缩因子，单位为MPa-1。 6.根据权利要求4所述的一种用于测定岩石瓦斯含量的方法，其特征在于：装置中公用管路的标准体积Vp的测定包括以下步骤： S1.1仅打开第四阀门，启动真空泵，将公用管路抽真空后，关闭第四阀门和真空泵，记录量筒中液体的体积V1； S1.2打开第二阀门，使量筒中的空气进入公用管路中，待压力平衡后，记录此时量筒中液体的体积V1’； S1.3计算公用管路的标准体积VP：VP＝V1-V1’。 7.根据权利要求4所述的一种用于测定岩石瓦斯含量的方法，其特征在于：装置中充气罐的标准体积Vr的测定包括以下步骤： S2.1仅打开第一阀门和第四阀门，启动真空泵，将公用管路和充气罐抽真空后，关闭第一阀门、第四阀门和真空泵； S2.2打开第二阀门，使量筒中的空气进入公用管路中，待压力平衡后，记录此时量筒中液体的体积V2； S2.3打开第一阀门，使量筒中的空气进入充气罐中，待压力平衡后，记录此时量筒的体积刻度V2’； S2.4计算充气罐的标准体积Vr：Vr＝V2-V2’。 8.根据权利要求4所述的一种用于测定岩石瓦斯含量的方法，其特征在于：装置中压力室的标准体积Vc的测定包括以下步骤： S3.1仅打开第三阀门和第四阀门，启动真空泵，将公用管路和压力室抽真空后，关闭第三阀门、第四阀门和真空泵； S3.2打开第二阀门，使量筒中的空气进入公用管路中，待压力平衡后，记录此时量筒的体积V3； S3.3打开第三阀门，使量筒中的空气进入压力室中，待压力平衡后，记录此时量筒的体积V3’； S3.4计算压力室的标准体积Vc：Vc＝V3-V3’。 9.根据权利要求4所述的一种用于测定岩石瓦斯含量的方法，其特征在于，瓦斯为浓度为a的甲烷气体，在向压力室充入瓦斯之前，对充气罐充气，在连接充气罐与气源装置之间的管路上设有第五阀门，充气罐充气包括以下步骤：仅打开第五阀门和第一阀门，向充气罐内充入瓦斯至充气罐内压力大于井下瓦斯压力P，关闭第五阀门，n分钟后记录充气罐内的气体压力P1。 10.根据权利要求4所述的一种用于测定岩石瓦斯含量的方法，其特征在于，充气罐向压力室充入瓦斯包括以下步骤：打开第三阀门，使瓦斯充入压力室内，当压力室内压力比井下瓦斯压力P大ΔP时，关闭第三阀门，瓦斯在压力室内与试样充分填塞，根据稳定后的压力室内的压力多次调整压力室的进气量，直至压力室的压力为井下瓦斯压力P，n分钟后记录充气罐内压力P2、充气罐的温度t0和压力室的温度t1。
所属类别：	发明专利