CN109211755A - 含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置及方法，所述测试装置包括水合物生成单元、温度控制单元、注水单元和气瓶，水合物生成单元用于在设定条件下生成含瓦斯水合物煤体；温度控制单元用于控制反应釜内的环境温度；注水单元用于向样品管内注水；气瓶用于向样品管内提供瓦斯气体；本发明通过注水、注气及温度监控单元的设置，使反应釜中能够原位生成含瓦斯水合物煤体并稳定存在；本发明可以多次向煤样中注入不同水量进行不同饱和度水合物煤体渗透率的测量，从而进行分析，可获得含瓦斯水合物煤体在设定外界条件及生成状态下与渗透率变化的关系，用于煤与瓦斯突出的研究中，有利于降低事故率，保障安全生产。
Description
技术领域
本发明涉及煤体渗透率测量技术领域，尤其涉及一种含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置及方法。
背景技术
煤层瓦斯渗流是影响煤层瓦斯赋存、运移、抽采以及煤与瓦斯突出的重要因素，因此煤层瓦斯渗流特性的研究对煤层瓦斯抽采及矿井瓦斯灾害治理都具有重要意义。利用瓦斯水合固化是预防和治理煤与瓦斯突出的一种重要方法。这种方法实现的关键是了解和研究煤体中生成瓦斯水合物之后，瓦斯在含瓦斯水合物煤体中的渗流变化，根据渗流特性的变化判断瓦斯水合固化是否改善和降低了煤与瓦斯突出的危险性。因此，研究瓦斯在含瓦斯水合物煤体中的渗透率十分重要。
目前，对于渗透率的测试主要使用于煤岩领域，测试煤体和岩石的渗透率。而煤岩渗透率测试装置中缺少大跨度连续变化温度的控制装置，无法满足含瓦斯水合物煤体的原位生成和稳定存在需要；同时，煤岩渗透率测试装置中缺少注水系统，因此无法满足现场生成不同饱和度含瓦斯水合物煤体，以在线监测其渗透率的需要。这使得现有的煤岩渗透率测试装置不适合含瓦斯水合物煤体渗透率的测定。
因此，针对以上不足，需要设计一种专门的实验装置，能提供含瓦斯水合物煤体生成和稳定存在的必要温度条件，并可控制生成不同饱和度的含瓦斯水合物煤体，从而在线监测其渗透率，以根据渗透率的变化分析水合固化对煤与瓦斯突出事故的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有渗透率测试装置无法提供变化的温度条件，并且不能控制生成不同饱和度的水合物煤体，从而无法监测获得水合物煤体的生成条件及状态与渗透率变化的关系的缺陷，提供一种含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置及方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置，包括：
水合物生成单元、温度控制单元、注水单元和气瓶，
水合物生成单元包括反应釜、下压头、上压头、样品管和注入管路，所述样品管用于放置煤样，反应釜下端口由下压头密封，上端口由上压头密封；下压头的下中心压杆插入样品管的下端口，上压头的上中心压杆插入样品管的上端口；注入管路经反应釜侧壁由上中心压杆中心连通样品管；下压头的轴向中心设置排出通孔；
温度控制单元用于控制反应釜内的环境温度，包括冷却恒温箱、循环管路和温度传感器，循环管路布置于反应釜内，冷却恒温箱的出口连接循环管路的入口，循环管路的出口连接冷却恒温箱的入口，温度传感器用于监测反应釜内的温度；
注水单元用于向样品管内注水，包括水箱、注入流量计、三通阀和流出流量计，水箱通过注水管路经三通阀连通注入管路；注水管路上设置注入流量计；流出流量计用于测量下压头排出通孔的水流出量；
气瓶用于向样品管内提供瓦斯气体，气瓶通过注气管路经三通阀连通注入管路；注入管路上设置进气口压力传感器，下压头排出通孔内设置出气口压力传感器；流出流量计还用于测量下压头排出通孔的瓦斯气体排出量。
在根据本发明所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置中，所述样品管为热缩管，样品管内煤样下表面与所述下中心压杆之间设置下透气钢板，煤样上表面与所述上中心压杆之间设置上透气钢板；所述样品管外表面套接橡胶圈。
在根据本发明所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置中，所述注水管路上设置水阀门；水阀门处于水箱和注入流量计之间。
在根据本发明所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置中，所述注气管路上设置气阀门。
在根据本发明所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置中，所述测试装置还包括轴压加压泵，所述轴压加压泵经上中心压杆向煤样提供轴向力。
在根据本发明所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置中，所述测试装置还包括气体收集器，气体收集器的入口经排气管路连通下压头的排出通孔；所述排气管路上设置排气阀。
在根据本发明所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置中，所述测试装置还包括围压加压泵和液压油泵，液压油泵用于从底部向反应釜内通入硅油；围压加压泵通过管路经反应釜侧壁上设置的围压通孔向反应釜内硅油施加围压。
在根据本发明所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置中，所述测试装置还包括轴向引伸计和径向引伸计，轴向引伸计用于测量样品管中水合物煤体的轴向应变；径向引伸计用于测量样品管中水合物煤体的径向应变。
在根据本发明所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置中，所述测试装置还包括数据采集器和数据处理器，所述数据采集器用于采集煤样的初始长度和直径数据，瓦斯气体黏度系数，大气压力数据，注入流量计和流出流量计的计量值，进气口压力传感器和出气口压力传感器的计量值；所述数据处理器根据数据采集器采集的数据进行计算，获得水合物煤体的渗透率。本发明还提供了一种含瓦斯水合物煤体渗透率测试方法，基于上述任一项所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置实现，所述测试方法包括，
控制轴压加压泵，使上中心压杆与上透气钢板、煤样、下透气钢板依次接触；
通过液压油泵向反应釜内通入硅油，并通过围压加压泵使反应釜内围压达到围压目标值；
采用注水单元向煤样内注入设定水量；
采用气瓶向煤样内持续通入目标压力的瓦斯气体，使煤样对瓦斯气体达到吸附平衡；
再采用温度控制单元控制反应釜内为预设温度；煤样在设定条件下生成水合物煤体后，进行数据采集；
根据数据采集器采集的数据，采用数据处理器计算水合物煤体的当前渗透率K：
其中，P0为大气压力，Q为瓦斯气体排出量，μ为瓦斯气体黏度系数，L为煤样初始长度，S为煤样底面积，P1为注入管路瓦斯气体压力，P2为排出通孔内瓦斯气体压力；
其中注水单元可按设定水量由低到高的顺序依次注入到煤样内，从而计算不同目标饱和度水合物煤体的渗透率。
实施本发明的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置及方法，具有以下有益效果：本发明针对水合物煤体渗透率测试的需要，通过注水、注气及温度监控单元的设置，使反应釜中能够原位生成含瓦斯水合物煤体并稳定存在。通过控制测试过程中的通水量，既可以测试一定条件下含瓦斯煤的渗透率，又可以测试含瓦斯水合物煤体的渗透率，从而可以对煤样不同情况下渗透率进行对比分析。
本发明中煤样在其它设定条件确定的情况下，可以多次向煤样中注入不同水量进行不同饱和度水合物煤体渗透率的测量，从而进行分析，可获得水合物煤体的外界条件及生成状态与渗透率变化的关系，用于煤与瓦斯突出的研究中，有利于降低事故率，保障安全生产。
附图说明
图1为根据本发明的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置的示例性结构示意图；
图2为液压油泵与反应釜连接的示例性示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式一、本发明的第一方面，提供了一种含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置，结合图1所示，包括水合物生成单元、温度控制单元、注水单元和气瓶50，水合物生成单元包括反应釜11、下压头12、上压头13、样品管14和注入管路15，所述样品管14用于放置煤样2，反应釜11下端口由下压头12密封，上端口由上压头13密封；下压头12的下中心压杆121插入样品管14的下端口，上压头13的上中心压杆131插入样品管14的上端口；注入管路15经反应釜11侧壁由上中心压杆131中心连通样品管14；下压头12的轴向中心设置排出通孔；
温度控制单元用于控制反应釜11内的环境温度，包括冷却恒温箱31、循环管路32和温度传感器33，循环管路32布置于反应釜11内，冷却恒温箱31的出口连接循环管路32的入口，循环管路32的出口连接冷却恒温箱31的入口，温度传感器33用于监测反应釜11内的温度；
注水单元用于向样品管14内注水，包括水箱41、注入流量计42、三通阀43和流出流量计44，水箱41通过注水管路411经三通阀43连通注入管路15；注水管路411上设置注入流量计42；流出流量计44用于测量下压头12排出通孔的水流出量；
气瓶50用于向样品管14内提供生成瓦斯水合物所需的瓦斯气体，气瓶50通过注气管路51经三通阀43连通注入管路15；注入管路15上设置进气口压力传感器52，下压头12排出通孔内设置出气口压力传感器53；流出流量计44还用于测量下压头12排出通孔的瓦斯气体排出量。
本实施方式为含瓦斯水合物煤体渗透率的测试提供了煤体原位生成的基础条件，通过注入管路15提供向样品管14注水和注气的通路，根据水注入端和输出端计量的水流量差值，可以获得含瓦斯水合物煤体中的含水量，再通过进气口压力传感器52和出气口压力传感器53获得瓦斯气体压力数据；测试装置初始启动时，需使上中心压杆131与煤样2的上表面在重力作用下自然接触，煤样2与下中心压杆121也呈自然接触状态。下中心压杆121的底端设置由侧壁通向轴向中心，并由轴向中心可导入样品管14的导入通孔，注入管路15由导入通孔穿过。
瓦斯水合物生成需要一定的高压低温条件，现有的渗透率测试装置中，不能实现生成环境温度的控制。本实施方式中，设置了温度控制单元来调节水合物煤体的生成环境温度，它采用冷却恒温箱31通过循环管路32的传递来实现对反应釜11内温度环境的控制。其中冷却恒温箱31可在温度传感器33的配合下，实现对反应釜11内环境温度的大跨度连续控制，从而满足配置不同温度条件的需要。
为了满足水合物煤体原位生成并稳定存在的需要，本实施方式中设置了注水单元。为了测试不同饱和度水合物煤体的渗透率，可以按由低到高的饱和度设置依次向样品管14中注入不同水量，从而测定在预设定条件下，不同饱和度水合物煤体的渗透率变化规律，以用于煤与瓦斯突出的分析中。
所述气瓶50提供了水合物煤体生成所需的瓦斯气体，利于进气口压力传感器52的监控使气瓶50输出的瓦斯压力达到目标值，整个试验过程中，瓦斯气体持续通入，以满足吸附平衡。
进一步作为示例，结合图1和图2所示，所述样品管14为热缩管，样品管14内煤样下表面与所述下中心压杆121之间设置下透气钢板16，煤样上表面与所述上中心压杆131之间设置上透气钢板17；所述样品管14外表面套接橡胶圈。
所述上透气钢板17和下透气钢板16上具有许多均匀分布的小孔，以使通入煤样中的水和瓦斯气体压力均匀的作用在煤样端面，保证气体或水由煤样端面向内部均匀渗透。测试装置在初始状态时，需使上中心压杆131、上透气钢板17、煤样2、下透气钢板16和下中心压杆121依次自然接触，作为测试开始前的初始状态。
所述的上中心压杆131、上透气钢板17、煤样2、下透气钢板16和下中心压杆121先通过样品管14紧密的包裹在内部，然后可采用橡胶圈套接在样品管14外表面，从而确保煤样2内部环境的气密性。样品管14利用热缩管的收缩特性，随内部煤样形态的变化而变化，从而可供对煤样形态变化的测量。
由于本公开中，气瓶50和水箱41均通过注入管路15连通样品管14，因此，需要能实现对通气和通水的分别控制：
作为示例，结合图1所示，所述注水管路411上设置水阀门412；水阀门412处于水箱41和注入流量计42之间。
再进一步，作为示例，结合图1所示，所述注气管路51上设置气阀门511。
进一步，结合图1所示，所述测试装置还包括轴压加压泵60，所述轴压加压泵60经上中心压杆131向煤样2提供轴向力。
轴压加压泵60提供的轴向压力是为了使上中心压杆131依次连接的各部分组件能够刚好接触。
作为示例，结合图1所示，所述测试装置还包括气体收集器70，气体收集器70的入口经排气管路连通下压头12的排出通孔；所述排气管路上设置排气阀71。
气体收集器70与下压头12的排出通孔连接，回收未被煤样吸附的瓦斯气体，避免残余瓦斯气体直接排放到空气中，防止意外发生。气体收集器70内部气体压力视为大气压。
作为示例，结合图1和图2所示，所述测试装置还包括围压加压泵80和液压油泵81，液压油泵81用于从底部向反应釜11内通入硅油；围压加压泵80通过管路经反应釜11侧壁上设置的围压通孔向反应釜11内硅油施加围压。
液压油泵81提供的硅油作为向煤样施加围压的介质，围压加压泵80通过向硅油加压实现对煤样围压的施加。
为了获得渗透率测试过程中，样品管14内煤样的形态变化，作为示例，结合图1所示，所述测试装置还可以包括轴向引伸计91和径向引伸计92，轴向引伸计91用于测量样品管14中水合物煤体的轴向应变；径向引伸计92用于测量样品管14中水合物煤体的径向应变。轴向引伸计91和径向引伸计92可以设置在样品管14的侧面。根据引伸计获得的煤体轴向和径向应变变形情况，可以判断煤样在外力加载过程中处于什么阶段，并测量相应阶段的渗透率；再根据渗透率的变化情况做出预警。
作为示例，结合图1所示，所述测试装置还包括数据采集器100和数据处理器110，所述数据采集器100用于采集煤样2的初始长度和直径数据，瓦斯气体黏度系数，大气压力数据，注入流量计42和流出流量计44的计量值，进气口压力传感器52和出气口压力传感器53的计量值；所述数据处理器110根据数据采集器100采集的数据进行计算，获得水合物煤体的渗透率。
水合物煤体的当前渗透率K为：
其中，P0为大气压力，Q为瓦斯气体排出量，μ为瓦斯气体黏度系数，L为煤样初始长度，S为煤样底面积，P1为注入管路瓦斯气体压力，P2为排出通孔内瓦斯气体压力。
工作原理：通过调节反应釜内部温度，向煤样内提供瓦斯气体，向煤样内注水，使反应釜内样品管中原位生成含瓦斯水合物煤体。对瓦斯气体的进出监测气体压力，并对注水过程中注入和流出量进行监测，结合反应釜内部温度数据的监测结果，可根据达西定律计算含瓦斯水合物煤体的渗透率。
本公开所述的测试装置，可以进行各种条件的组合应用测试，例如，可以在原位生成含瓦斯水合物煤体的基础上，测试不同温度、围压条件下，注水量变化过程的渗透率；也可以针对预设定饱和度的水合物煤体，使其温度或围压变化，测试渗透率的变化曲线，等等；再结合两个引伸计的测试结果，就可以获得渗透率与煤体形态变化之间的关系，从而作为实际应用中，煤与瓦斯监测的数据参考，来更好的预警事故的发生。
下面对本发明测试装置的具体工作过程进行说明，它包括以下步骤：
1、安装煤样2：使煤样2下端与下透气钢板16自然接触，煤样2上表面连接上透气钢板17；使用样品管14将包括下中心压杆121和上中心压杆131的各部件包裹在一起，样品管14外面通过橡胶圈确保气密性；
2、关闭反应釜11，利用轴压加压泵60控制上中心压杆131的位置，满足与煤样的接触条件；
3、使液压油泵81向反应釜11内通入硅油；再利用围压加压泵80对硅油加压，使反应釜11内围压达到围压目标值；所述围压目标值应始终大于预设的瓦斯气体压力目标值；
4、向煤样内注水，预先设定每次的注入水量；
5、向煤样内通瓦斯气体，所述气瓶50上具有流量控制阀，通过流量控制阀控制通入的瓦斯气体压力到达目标值；瓦斯气体在试验结束前持续输送，达到吸附平衡。
6、当瓦斯气体吸附平衡后，记录进气口压力传感器52和出气口压力传感器53的数值，开始测试水合物煤体的渗透率：测量煤样的初始长度、直径，瓦斯气体黏度系数，大气压力数据，注入流量计42和流出流量计44的计量值；打开排气阀71通气一定时间，然后关闭，使煤样上下表面之间产生压力差，瓦斯气体在压力差作用下从煤样上端面向下端面渗透，流出流量计44计量瓦斯流出量；获得所有测试数据后，可以采用嵌入到计算机内的数据处理器110根据达西公式计算含瓦斯煤体渗透率。
本发明设置的各个单元，可根据情况选择组合来测试不同条件下的渗透率。例如，在上述工作过程的基础上，可以采用冷却恒温箱31控制反应釜内的温度，根据瓦斯水合物的生成条件，设置反应釜目标温度。根据相平衡理论，在一定的高压(指瓦斯压力)低温条件下瓦斯和水反应生成水合物。反应釜中瓦斯压力和温度达到瓦斯水合物生成条件，反应釜中原位生成含瓦斯水合物煤体。瓦斯水合物的生成填充了煤体内部孔隙，孔隙被填充是否影响了瓦斯的渗流，可以按步骤6中的方法测试含瓦斯水合物煤体的渗透率和含瓦斯煤渗透率进行对比分析。
基于冷却恒温箱31营造的反应釜内不同温度环境，可以测试不同温度下含瓦斯水合物煤体的渗透率。配置反应釜内不同的温度值，相应渗透率的测试方法如上述步骤6所述，此处不再赘述。
在上述步骤中，注水时控制注水单元的注水量，获得不同含水量的煤体，不同含水量的煤体在高压低温条件下，能原位生成不同饱和度含瓦斯水合物煤体。对含瓦斯水合物煤体的目标饱和度可以从低到高设置，从而在完成低饱和度渗透率测试的基础上直接进行下一次高饱和度渗透率的测量。注水时，需要关闭气阀门511。每一次对应不同注水量的渗透率计算方法如步骤6所述。每一次测试过程中，使瓦斯气体通入并吸附平衡，再配合冷却恒温箱31通过内部的冷却液实现对反应釜内部环境降温控制，生成目标饱和度含瓦斯水合物煤体后，测试渗透率。
在上述测试过程中，原位生成含瓦斯水合物煤体并进行渗透率的测试后，可再结合加载试验，继续进行渗透率的测试，测试加载时各阶段含瓦斯水合物煤体渗透率，步骤如下：
通过轴压加压泵60按照预设置的加载方式和加载速率对水合物煤体进行轴向力的加载，通过轴向引伸计91和径向引伸计92实时记录煤样轴向应变和径向应变，获得的全应力应变曲线可以在显示器上实时显示，从而判断加载处于什么阶段。也就是说，根据应力应变曲线直接判断煤样处于哪个加载阶段，获得不同阶段下渗透率；再根据不同阶段渗透率情况为煤与瓦斯突出事故做出预警。结合上述的加载条件，可以按照步骤6所述方法计算不同加载条件下水合物煤体的渗透率，并进而绘制渗透率-应变曲线。
具体实施方式二、本发明的另一方面还提供了一种含瓦斯水合物煤体渗透率测试方法，基于所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置实现，所述测试方法包括，
控制轴压加压泵60，使上中心压杆131与上透气钢板17、煤样2、下透气钢板16依次接触；
通过液压油泵81向反应釜11内通入硅油，并通过围压加压泵80使反应釜11内围压达到围压目标值；
采用注水单元向煤样2内注入设定水量；
采用气瓶50向煤样2内持续通入目标压力的瓦斯气体，使煤样2对瓦斯气体达到吸附平衡；
再采用温度控制单元控制反应釜11内为预设温度；煤样2在设定条件下生成水合物煤体后，进行数据采集；
根据数据采集器100采集的数据，采用数据处理器110计算水合物煤体的当前渗透率K：
其中，P0为大气压力，单位为MPa；Q为瓦斯气体排出量，单位为m2/s；μ为瓦斯气体黏度系数，Pa·s；L为煤样初始长度，mm；S为煤样底面积，mm2；P1为注入管路瓦斯气体压力，单位为MPa；P2为排出通孔内瓦斯气体压力，单位为MPa；K单位为μm2；
所述瓦斯气体排出量Q由流出流量计44采集获得，P1由进气口压力传感器52采集获得；P2由出气口压力传感器53采集获得；
其中注水单元可按设定水量由低到高的顺序依次注入到煤样2内，从而计算不同目标饱和度水合物煤体的渗透率。
所述测试方法的具体实施步骤如具体实施方式一中所述具体工作过程所述，不再赘述。
本发明所述测试装置及方法还可以结合声发射检测仪对声发射信号进行检测，从而研究裂隙发育对瓦斯在含瓦斯水合物煤体中渗流的影响。
综上所述，本发明可以提供含瓦斯水合物煤体生成和稳定存在的高压低温条件，它可以提供不同温度条件，可以控制生成不同饱和度含瓦斯水合物煤体，从而测试不同温度下不同饱和度含瓦斯水合物煤体的渗透率；再配合轴向和径向应变监测数据，能够获得水合物煤体的全应力应变曲线，从而获得加载各阶段含瓦斯水合物煤体的渗透率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置，其特征在于包括：
水合物生成单元、温度控制单元、注水单元和气瓶(50)，
水合物生成单元包括反应釜(11)、下压头(12)、上压头(13)、样品管(14)和注入管路(15)，所述样品管(14)用于放置煤样(2)，反应釜(11)下端口由下压头(12)密封，上端口由上压头(13)密封；下压头(12)的下中心压杆(121)插入样品管(14)的下端口，上压头(13)的上中心压杆(131)插入样品管(14)的上端口；注入管路(15)经反应釜(11)侧壁由上中心压杆(131)中心连通样品管(14)；下压头(12)的轴向中心设置排出通孔；
温度控制单元用于控制反应釜(11)内的环境温度，包括冷却恒温箱(31)、循环管路(32)和温度传感器(33)，循环管路(32)布置于反应釜(11)内，冷却恒温箱(31)的出口连接循环管路(32)的入口，循环管路(32)的出口连接冷却恒温箱(31)的入口，温度传感器(33)用于监测反应釜(11)内的温度；
注水单元用于向样品管(14)内注水，包括水箱(41)、注入流量计(42)、三通阀(43)和流出流量计(44)，水箱(41)通过注水管路(411)经三通阀(43)连通注入管路(15)；注水管路(411)上设置注入流量计(42)；流出流量计(44)用于测量下压头(12)排出通孔的水流出量；
气瓶(50)用于向样品管(14)内提供瓦斯气体，气瓶(50)通过注气管路(51)经三通阀(43)连通注入管路(15)；注入管路(15)上设置进气口压力传感器(52)，下压头(12)排出通孔内设置出气口压力传感器(53)；流出流量计(44)还用于测量下压头(12)排出通孔的瓦斯气体排出量。
2.根据权利要求1所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置，其特征在于：所述样品管(14)为热缩管，样品管(14)内煤样下表面与所述下中心压杆(121)之间设置下透气钢板(16)，煤样上表面与所述上中心压杆(131)之间设置上透气钢板(17)；所述样品管(14)外表面套接橡胶圈。
3.根据权利要求1或2所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置，其特征在于：所述注水管路(411)上设置水阀门(412)；水阀门(412)处于水箱(41)和注入流量计(42)之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置，其特征在于：所述注气管路(51)上设置气阀门(511)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括轴压加压泵(60)，所述轴压加压泵(60)经上中心压杆(131)向煤样(2)提供轴向力。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括气体收集器(70)，气体收集器(70)的入口经排气管路连通下压头(12)的排出通孔；所述排气管路上设置排气阀(71)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括围压加压泵(80)和液压油泵(81)，液压油泵(81)用于从底部向反应釜(11)内通入硅油；围压加压泵(80)通过管路经反应釜(11)侧壁上设置的围压通孔向反应釜(11)内硅油施加围压。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括轴向引伸计(91)和径向引伸计(92)，轴向引伸计(91)用于测量样品管(14)中水合物煤体的轴向应变；径向引伸计(92)用于测量样品管(14)中水合物煤体的径向应变。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括数据采集器(100)和数据处理器(110)，所述数据采集器(100)用于采集煤样(2)的初始长度和直径数据，瓦斯气体黏度系数，大气压力数据，注入流量计(42)和流出流量计(44)的计量值，进气口压力传感器(52)和出气口压力传感器(53)的计量值；所述数据处理器(110)根据数据采集器(100)采集的数据进行计算，获得水合物煤体的渗透率。
10.一种含瓦斯水合物煤体渗透率测试方法，其特征在于：基于权利要求9所述的含瓦斯水合物煤体渗透率测试装置实现，所述测试方法包括，
控制轴压加压泵(60)，使上中心压杆(131)与上透气钢板(17)、煤样(2)、下透气钢板(16)依次接触；
通过液压油泵(81)向反应釜(11)内通入硅油，并通过围压加压泵(80)使反应釜(11)内围压达到围压目标值；
采用注水单元向煤样(2)内注入设定水量；
采用气瓶(50)向煤样(2)内持续通入目标压力的瓦斯气体，使煤样(2)对瓦斯气体达到吸附平衡；
再采用温度控制单元控制反应釜(11)内为预设温度；煤样(2)在设定条件下生成水合物煤体后，进行数据采集；
根据数据采集器(100)采集的数据，采用数据处理器(110)计算水合物煤体的当前渗透率K：
其中，P0为大气压力，Q为瓦斯气体排出量，μ为瓦斯气体黏度系数，L为煤样初始长度，S为煤样底面积，P1为注入管路瓦斯气体压力，P2为排出通孔内瓦斯气体压力；
其中注水单元可按设定水量由低到高的顺序依次注入到煤样(2)内，从而计算不同目标饱和度水合物煤体的渗透率。
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