CN113624658B - 一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及模拟煤层气渗透实验技术领域，具体的说是一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，包括主体机构，所述主体机构上安装有驱动机构，所述驱动机构上安装有下料机构，所述下料机构上安装有滚压机构，所述主体机构上设有密封机构，所述主体机构上安装有进气机构；主体机构上安装有驱动机构，驱动机构上安装有下料机构，在向主体机构内部加入沙土时可以打开下料机构，推动驱动机构实现均匀下料，且在下料机构移动的同时可以调节滚压机构的角度对主体机构内部的沙土进行挤压，实现不同紧密性的沙土实验，操作简单；主体机构上安装有密封机构，密封机构在实验时对沙土进行防护，在实验结束后可以打开对主体机构内部的沙土进行清理，利于下料。

Description

一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置

技术领域

本发明涉及模拟煤层气渗透实验技术领域，具体的说是一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置。

背景技术

煤层气是与煤伴生、共生的气体资源，指储存在煤层中的烃类气体，以甲烷为主要成分，属于非常规天然气，在做煤层气渗透率实验的时候会用到一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置。

然而，目前的模拟深部煤层气渗透率的试验装置在添加沙土的时候需要人工的向容纳工具内部加入沙土，通过铁锹等工具加入到容器的内部沙土分布不均匀，且若需要对容器内部沙土进行按压时也是通过铁锹等工具按压，难以均匀铺洒沙土和按压沙土，影响煤层气实验的准确率，且进气管道直接插入到容器及沙土内部未对其进行固定，在清理沙土时进气管道容易转动，再次实验时需再次对管道进行调节，操作繁琐。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，包括主体机构，所述主体机构上安装有驱动机构，所述驱动机构上安装有下料机构，所述下料机构上安装有滚压机构，所述主体机构上设有密封机构，所述主体机构上安装有进气机构。

具体的，所述主体机构包括箱体，所述箱体上相对固定连接有两个表面倾斜设置的支架，所述箱体的内壁固定连接有中空长方体结构的内胆。

具体的，所述密封机构包括密封板，所述箱体上转动连接有密封板，所述箱体上固定有侧板，所述密封板上固定连接有两个侧柱，两个所述侧柱上滑动连接有固定销，所述侧板夹持于固定销与密封板之间，所述箱体上开设有位于密封板底部的下料口。

具体的，所述箱体上倾斜固定连接有位于下料口处的导流板，所述密封板上粘接有橡胶垫。

具体的，所述进气机构包括内管，所述箱体上贯穿有表面开口的内管，所述箱体上固定连接有位于内管外侧的外管，所述外管上滑动连接有滑套，所述滑套上焊接有连接板，所述外管上滑动连接有卡板，所述卡板上固定连接有顶块，所述连接板与顶块抵触，所述连接板呈直角梯形结构，所述卡板与外管之间夹持有第一弹簧，所述内管上开设有卡槽，所述卡板卡合于卡槽。

具体的，所述连接板设有两个，且两个所述连接板与外管平行设置，且两个所述顶块的相对面呈喇叭口形结构。

具体的，所述驱动机构包括两个滑槽，所述箱体内侧相对开设有两个滑槽，所述箱体内部的两个所述滑槽上均滑动连接有滑板，两个所述滑板贯穿所述箱体，两个位于所述箱体内部推板之间焊接有滑板。

具体的，位于所述箱体外侧的两个所述推板之间焊接有圆柱形结构的推杆，且两个所述推杆上安装有滚珠。

具体的，所述下料机构包括料斗，所述滑板上固定连接有料斗，所述料斗上连通有下料管，所述下料管的长度小于内胆的内径，所述料斗上滑动连接有隔板，所述隔板上固定连接有固定块，所述固定块上螺纹连接有螺杆，所述螺杆的一端与料斗之间转动连接。

具体的，所述滚压机构包括转轴，所述下料管两侧转动连接有所述转轴，两个所述转轴上固定连接有安装架，两个所述安装架之间转动连接有辊柱，两个所述安装架之间的距离小于内胆的内径，两个所述转轴上均固定连接有限位板，所述下料管两侧固定连接有内壁开槽的外圈，两个所述限位板分别嵌入两个外圈内部，两个所述外圈上环形阵列开设有卡洞，两个所述限位板上固定连接有内杆，两个所述内杆上滑动连接有与卡洞扣合的凸柱，所述凸柱顶部呈弧形结构，所述内杆与凸柱之间夹持有第二弹簧。

本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，主体机构上安装有驱动机构，驱动机构上安装有下料机构，在向主体机构内部加入沙土时可以打开下料机构，推动驱动机构实现均匀下料，且在下料机构移动的同时可以调节滚压机构的角度对主体机构内部的沙土进行挤压，实现不同紧密性的沙土实验，操作简单；即：握住推杆，向箱体的方向推动推杆，实现了两个推板向滑槽的内部移动，进一步的两个推板在滑动的同时带动了滑板移动，且滑板在移动的过程中滚珠与箱体之间滚动连接，利于手术时滑板的移动，滑动的更加顺畅；在滑板移动的同时带动了料斗在箱体的内部滑动，若是需要向箱体的内部加入沙土的时候，转动螺杆，由于螺杆与固定块之间螺纹连接，在逆时针转动螺杆的时候，实现了隔板从料斗的内部滑出，进而实现了位于料斗内部的沙土掉落到下料管的内部，进而流到内胆的内部，增加了沙土量，利于对不同深度的沙土进行渗透率的实验；当内胆的内部沙土量达到需要的量后，顺时针转动螺杆实现了隔板将料斗的开口处堵塞不在向下料管的内部下料，此时根据内胆的内部沙土深度调节安装架与下料管之间的角度，可以通过安装架上的辊柱对沙土进行挤压，调节沙土的松动紧密程度，调节安装架与下料管之间的角度的时候，按压凸柱，实现凸柱收缩到内杆的内部，此时第二弹簧收缩，那么凸柱不再对内杆进行限位，此时转轴可以自由转动，将凸柱移动到指定的卡洞的内部、第二弹簧复位，即可以确定安装架的倾斜角度，确定角度后可以继续往复的推拉推杆，实现了辊柱可以在内胆内部的沙土上滚动，对沙土挤压，实现对不同密度的沙土实验。

(2)本发明所述的一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，主体机构上安装有密封机构，密封机构在实验时对沙土进行防护，在实验结束后可以打开对主体机构内部的沙土进行清理，利于下料；即：在向箱体的内部加入沙土的时候，将密封板转动，保证密封板上的橡胶垫与箱体底部的开口密封，避免沙土掉落，此时密封板与侧板处于平齐，进一步的将两个侧柱上的固定销转动至侧板的顶部，此时侧板夹持在侧板与固定销之间，避免了密封板掉落。

(3)本发明所述的一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，主体机构上安装有进气机构，进气机构安装时可以进行定位，避免清理沙土时转动影响进气；即：将密封板固定完成后将内管插入到箱体的内部，插入的时候将滑套向箱体的侧壁方向推动，保证两个卡板不会阻挡内管的插入，进一步的在安装内管的时候保证其表面的孔洞与箱体的顶部对应，保证气体向沙土上流动，将内管安装完成后背离箱体的方向拉动滑套，实现了连接板复位，进一步的两个连接板不再与顶块抵触，进而实现了两个第一弹簧收缩，进一步的实现了两个卡板与内管上的卡槽卡合，避免了内管转动造成出气的孔洞发生偏移。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明提供的一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置的一种较佳实施例的整体结构的结构示意图；

图2为图1所示的A部结构示意图；

图3为图2所示的进气机构示意图；

图4为图1所示的B部结构放大示意图；

图5为图4所示的下料管与滚压机构示意图；

图6为图5所示的C部结构放大示意图；

图7为图1所示的主体机构、下料机构及密封机构的连接结构示意图；

图8为图7所示的D部结构放大示意图，

图9为图1所示的滑板与下料机构的连接结构示意图。

图中：1、主体机构，11、箱体，12、支架，13、内胆，2、驱动机构，21、推杆，22、推板，23、滑板，24、滑槽，25、滚珠，3、下料机构，31、料斗，32、隔板，33、螺杆，34、下料管，35、固定块，4、进气机构，41、外管，42、内管，43、滑套，44、连接板，45、卡板，46、顶块，47、第一弹簧，48、卡槽，5、密封机构，51、侧板，52、密封板，53、侧柱，54、固定销，55、下料口，56、导流板，57、橡胶垫，6、滚压机构，61、安装架，62、转轴，63、外圈，64、限位板，65、凸柱，66、卡洞，67、内杆，68、第二弹簧，69、辊柱。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1-图9所示，本发明所述的一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置包括主体机构1，所述主体机构1上安装有驱动机构2，所述驱动机构2上安装有下料机构3，所述下料机构3上安装有滚压机构6，所述主体机构1上设有密封机构5，所述主体机构1上安装有进气机构4。

具体的，所述主体机构1包括箱体11，所述箱体11上相对固定连接有两个表面倾斜设置的支架12，所述箱体11的内壁固定连接有中空长方体结构的内胆13，在模拟深部煤层气渗透率的试验时可以向所述箱体11的内部加入沙土，且两个所述支架12可以用脚部进行踩踏，避免向所述箱体11的内部加沙土的时候所述箱体11晃动，加入的沙土在所述内胆13的内部，避免沙土添加的不均匀。

具体的，所述密封机构5包括密封板52，所述箱体11上转动连接有密封板52，所述箱体11上固定有侧板51，所述密封板52上固定连接有两个侧柱53，两个所述侧柱53上滑动连接有固定销54，所述侧板51夹持于固定销54与密封板52之间，所述箱体11上开设有位于密封板52底部的下料口52，所述箱体11上倾斜固定连接有位于下料口55处的导流板56，所述密封板52上粘接有橡胶垫57，在向所述箱体11的内部加入沙土的时候，将所述密封板52转动，保证所述密封板52上的所述橡胶垫57与所述箱体11底部的开口密封，避免沙土掉落，此时所述密封板52与所述侧板51处于平齐，进一步的将两个所述侧柱53上的所述固定销54转动至所述侧板51的顶部，此时所述侧板51夹持在所述侧板51与所述固定销54之间，避免了所述密封板51掉落。

具体的，所述进气机构4包括内管42，所述箱体11上贯穿有表面开口的内管42，所述箱体11上固定连接有位于内管42外侧的外管41，所述外管41上滑动连接有滑套43，所述滑套43上焊接有连接板44，所述外管41上滑动连接有卡板45，所述卡板45上固定连接有顶块46，所述连接板44与顶块46抵触，所述连接板44呈直角梯形结构，所述卡板45与外管41之间夹持有第一弹簧47，所述内管42上开设有卡槽48，所述卡板45卡合于卡槽48，所述连接板44设有两个，且两个所述连接板44与外管41平行设置，且两个所述顶块46的相对面呈喇叭口形结构，将所述密封板51固定完成后将所述内管42插入到所述箱体11的内部，插入的时候将所述滑套43向所述箱体11的侧壁方向推动，保证两个所述卡板45不会阻挡所述内管42的插入，进一步的在安装所述内管42的时候保证其表面的孔洞与所述箱体11的顶部对应，保证气体向沙土上流动，将所述内管42安装完成后背离所述箱体11的方向拉动所述滑套43，实现了所述连接板44复位，进一步的两个所述连接板44不再与所述顶块46抵触，进而实现了两个所述第一弹簧47收缩，进一步的实现了两个所述卡板45与所述内管42上的所述卡槽48卡合，避免了所述内管42转动造成出气的孔洞发生偏移。

具体的，所述驱动机构2包括两个滑槽24，所述箱体11内侧相对开设有两个滑槽24，所述箱体11内部的两个所述滑槽24上均滑动连接有滑板23，两个所述滑板23贯穿所述箱体11，两个位于所述箱体11内部推板22之间焊接有滑板23，位于所述箱体11外侧的两个所述推板22之间焊接有圆柱形结构的推杆21，且两个所述推杆21上安装有滚珠25，握住所述推杆21，向所述箱体11的方向推动所述推杆21，实现了两个所述推板22向所述滑槽24的内部移动，进一步的两个所述推板22在滑动的同时带动了所述滑板23移动，且所述滑板23在移动的过程中所述滚珠25与所述箱体11之间滚动连接，利于手术时滑板23的移动，滑动的更加顺畅。

具体的，所述下料机构3包括料斗31，所述滑板24上固定连接有料斗31，所述料斗31上连通有下料管34，所述下料管34的长度小于内胆13的内径，所述料斗31上滑动连接有隔板32，所述隔板32上固定连接有固定块35，所述固定块35上螺纹连接有螺杆33，所述螺杆33的一端与料斗31之间转动连接，在所述滑板23移动的同时带动了所述料斗31在所述箱体11的内部滑动，若是需要向所述箱体11的内部加入沙土的时候，转动所述螺杆33，由于所述螺杆33与所述固定块35之间螺纹连接，在逆时针转动所述螺杆33的时候，实现了所述隔板32从所述料斗31的内部滑出，进而实现了位于所述料斗31内部的沙土掉落到所述下料管34的内部，进而流到所述内胆13的内部，增加了沙土量，利于对不同深度的沙土进行渗透率的实验。

具体的，所述滚压机构6包括转轴62，所述下料管34两侧转动连接有所述转轴62，两个所述转轴62上固定连接有安装架61，两个所述安装架61之间转动连接有辊柱69，两个所述安装架61之间的距离小于内胆13的内径，两个所述转轴62上均固定连接有限位板64，所述下料管34两侧固定连接有内壁开槽的外圈63，两个所述限位板64分别嵌入两个外圈63内部，两个所述外圈63上环形阵列开设有卡洞66，两个所述限位板64上固定连接有内杆67，两个所述内杆67上滑动连接有与卡洞66扣合的凸柱65，所述凸柱65顶部呈弧形结构，所述内杆67与凸柱65之间夹持有第二弹簧68，当所述内胆13的内部沙土量达到需要的量后，顺时针转动所述螺杆33实现了所述隔板32将所述料斗31的开口处堵塞不在向所述下料管34的内部下料，此时根据所述内胆13的内部沙土深度调节所述所述安装架61与所述下料管34之间的角度，可以通过所述安装架61上的所述辊柱69对沙土进行挤压，调节沙土的松动紧密程度，调节所述安装架61与所述下料管34之间的角度的时候，按压所述凸柱65，实现所述凸柱65收缩到所述内杆67的内部，此时所述第二弹簧59收缩，那么所述凸柱65不再对所述内杆67进行限位，此时所述转轴62可以自由转动，将所述凸柱65移动到指定的所述卡洞66的内部、所述第二弹簧59复位，即可以确定所述安装架61的倾斜角度，确定角度后可以继续往复的推拉所述推杆21，实现了所述辊柱69可以在所述内胆13内部的沙土上滚动，对沙土挤压，实现对不同密度的沙土实验。

本发明在使用时，首先，在向箱体11的内部加入沙土的时候，将密封板52转动，保证密封板52上的橡胶垫57与箱体11底部的开口密封，避免沙土掉落，此时密封板52与侧板51处于平齐，进一步的将两个侧柱53上的固定销54转动至侧板51的顶部，此时侧板51夹持在侧板51与固定销54之间，避免了密封板51掉落；将密封板51固定完成后将内管42插入到箱体11的内部，插入的时候将滑套43向箱体11的侧壁方向推动，保证两个卡板45不会阻挡内管42的插入，进一步的在安装内管42的时候保证其表面的孔洞与箱体11的顶部对应，保证气体向沙土上流动，将内管42安装完成后背离箱体11的方向拉动滑套43，实现了连接板44复位，进一步的两个连接板44不再与顶块46抵触，进而实现了两个第一弹簧47收缩，进一步的实现了两个卡板45与内管42上的卡槽48卡合，避免了内管42转动造成出气的孔洞发生偏移；然后，在模拟深部煤层气渗透率的试验时可以向箱体11的内部加入沙土，且两个支架12可以用脚部进行踩踏，避免向箱体11的内部加沙土的时候箱体11晃动，加入的沙土在内胆13的内部，避免沙土添加的不均匀；握住推杆21，向箱体11的方向推动推杆21，实现了两个推板22向滑槽24的内部移动，进一步的两个推板22在滑动的同时带动了滑板23移动，且滑板23在移动的过程中滚珠25与箱体11之间滚动连接，利于手术时滑板23的移动，滑动的更加顺畅；在滑板23移动的同时带动了料斗31在箱体11的内部滑动，若是需要向箱体11的内部加入沙土的时候，转动螺杆33，由于螺杆33与固定块35之间螺纹连接，在逆时针转动螺杆33的时候，实现了隔板32从料斗31的内部滑出，进而实现了位于料斗31内部的沙土掉落到下料管34的内部，进而流到内胆13的内部，增加了沙土量，利于对不同深度的沙土进行渗透率的实验；最后，当内胆13的内部沙土量达到需要的量后，顺时针转动螺杆33实现了隔板32将料斗31的开口处堵塞不在向下料管34的内部下料，此时根据内胆13的内部沙土深度调节安装架61与下料管34之间的角度，可以通过安装架61上的辊柱69对沙土进行挤压，调节沙土的松动紧密程度，调节安装架61与下料管34之间的角度的时候，按压凸柱65，实现凸柱65收缩到内杆67的内部，此时第二弹簧59收缩，那么凸柱65不再对内杆67进行限位，此时转轴62可以自由转动，将凸柱65移动到指定的卡洞66的内部、第二弹簧59复位，即可以确定安装架61的倾斜角度，确定角度后可以继续往复的推拉推杆21，实现了辊柱69可以在内胆13内部的沙土上滚动，对沙土挤压，实现对不同密度的沙土实验。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，其特征在于，包括主体机构(1)，所述主体机构(1)上安装有驱动机构(2)，所述驱动机构(2)上安装有下料机构(3)，所述下料机构(3)上安装有滚压机构(6)，所述主体机构(1)上设有密封机构(5)，所述主体机构(1)上安装有进气机构(4)；

所述主体机构(1)包括箱体(11)，所述箱体(11)上相对固定连接有两个表面倾斜设置的支架(12)，所述箱体(11)的内壁固定连接有中空长方体结构的内胆(13)；

所述进气机构(4)包括内管(42)，所述箱体(11)上贯穿有表面开口的内管(42)，所述箱体(11)上固定连接有位于内管(42)外侧的外管(41)，所述外管(41)上滑动连接有滑套(43)，所述滑套(43)上焊接有连接板(44)，所述外管(41)上滑动连接有卡板(45)，所述卡板(45)上固定连接有顶块(46)，所述连接板(44)与顶块(46)抵触，所述连接板(44)呈直角梯形结构，所述卡板(45)与外管(41)之间夹持有第一弹簧(47)，所述内管(42)上开设有卡槽(48)，所述卡板(45)卡合于卡槽(48)。

2.根据权利要求1所述的一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，其特征在于：所述密封机构(5)包括密封板(52)，所述箱体(11)上转动连接有密封板(52)，所述箱体(11)上固定有侧板(51)，所述密封板(52)上固定连接有两个侧柱(53)，两个所述侧柱(53)上滑动连接有固定销(54)，所述侧板(51)夹持于固定销(54)与密封板(52)之间，所述箱体(11)上开设有位于密封板(52)底部的下料口(55)。

3.根据权利要求2所述的一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，其特征在于：所述箱体(11)上倾斜固定连接有位于下料口(55)处的导流板(56)，所述密封板(52)上粘接有橡胶垫(57)。

4.根据权利要求3所述的一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，其特征在于：所述连接板(44)设有两个，且两个所述连接板(44)与外管(41)平行设置，且两个所述顶块(46)的相对面呈喇叭口形结构。

5.根据权利要求2所述的一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，其特征在于：所述驱动机构(2)包括两个滑槽(24)，所述箱体(11)内侧相对开设有两个滑槽(24)，所述箱体(11)内部的两个所述滑槽(24)上均滑动连接有滑板(23)，两个所述滑板(23)贯穿所述箱体(11)，两个位于所述箱体(11)内部推板(22)之间焊接有滑板(23)。

6.根据权利要求5所述的一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，其特征在于：位于所述箱体(11)外侧的两个所述推板(22)之间焊接有圆柱形结构的推杆(21)，且两个所述推杆(21)上安装有滚珠(25)。

7.根据权利要求5所述的一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，其特征在于：所述下料机构(3)包括料斗(31)，所述滑板(24)上固定连接有料斗(31)，所述料斗(31)上连通有下料管(34)，所述下料管(34)的长度小于内胆(13)的内径，所述料斗(31)上滑动连接有隔板(32)，所述隔板(32)上固定连接有固定块(35)，所述固定块(35)上螺纹连接有螺杆(33)，所述螺杆(33)的一端与料斗(31)之间转动连接。

8.根据权利要求7所述的一种模拟深部煤层气渗透率的试验装置，其特征在于：所述滚压机构(6)包括转轴(62)，所述下料管(34)两侧转动连接有所述转轴(62)，两个所述转轴(62)上固定连接有安装架(61)，两个所述安装架(61)之间转动连接有辊柱(69)，两个所述安装架(61)之间的距离小于内胆(13)的内径，两个所述转轴(62)上均固定连接有限位板(64)，所述下料管(34)两侧固定连接有内壁开槽的外圈(63)，两个所述限位板(64)分别嵌入两个外圈(63)内部，两个所述外圈(63)上环形阵列开设有卡洞(66)，两个所述限位板(64)上固定连接有内杆(67)，两个所述内杆(67)上滑动连接有与卡洞(66)扣合的凸柱(65)，所述凸柱(65)顶部呈弧形结构，所述内杆(67)与凸柱(65)之间夹持有第二弹簧(68)。

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