CN204988965U - 一种构造煤渗透性测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布一种构造煤渗透性测试仪，能同时实现对不规则构造煤的稳态法与非稳态法渗透性测试。包括放置有样品的岩心置放室，岩心置放室两端分别开有通气孔；样品两端是平面，样品四周与岩心置放室内壁之间填充有玻璃胶；述岩心置放室一端通过管路连接有调压阀，调压阀连通至气源；调压阀和岩心置放室之间连接有相互并联的流量计Ⅰ和上游容器；岩心置放室另一端通过管路分别连接有流量计Ⅱ、真空泵和下游容器；岩心置放室两端通气孔之间连接有压差计。本测试仪容易取样，可避免样品夹持器加压损伤样品，测试出来的渗透率更接近真实；可以进行稳态和非稳态测试，测试的范围更宽，同时可测试出样品孔隙度，获取的数据更多。

Description

一种构造煤渗透性测试仪

技术领域

本实用新型涉及一种构造煤的测试仪，具体是一种构造煤渗透性测试仪，可以同时实现对不规则构造煤的稳态法与非稳态法渗透性测试。

背景技术

现有的煤岩测试原理是基于达西渗流理论，测试方法包括稳态法和非稳态法。目前，实验渗透率测试仪包括三个主体部分，气瓶、岩心置放室（岩心夹持器）、气体流量计，可以测试两种规格的样品，分别是直径为5cm、高10cm的圆柱和直径为2.5cm、高为5cm的圆柱。岩心夹持器是刚性不可变形的，为了起到封闭效果，夹持器需要加载一定的压力，稳态法对试样的截面面积有固定的要求（截面直径为5cm、2.5cm），非稳态法虽然对样品截面面积没有要求，但实验样品必须圆柱状。构造煤（尤其是变形强烈的构造煤）力学强度差、钻样难，获取的实验渗透性样品不规则，目前的渗透率测试仪在测试构造煤渗透性时，需将构造煤粉碎，放进成型的容器内压实，形成上述规则的圆柱型样品，即型煤，但这种获取实验样品的方式，破坏了构造煤原生结构，测试出来的渗透率不能反映构造煤的真实渗透性。

发明内容

为了克服现有的渗透率测试仪无法获取构造煤实验样品，来反映构造煤真实渗透性的数据，本实用新型提供一种构造煤渗透性测试仪。本测试仪可以同时进行稳态法和非稳态法测试，所用样品无须通过钻机钻取，只要将构造煤磨出上、下两个平行的面，测试的样品没有严格的上、下面面积要求，样品外表面可以是不平整的面。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种构造煤渗透性测试仪，包括放置有样品的岩心置放室，岩心置放室两端分别开有通气孔；

所述样品两端是平面，样品四周与岩心置放室内壁之间填充有玻璃胶；

所述岩心置放室一端通过管路连接有调压阀，调压阀连通至气源；所述调压阀和岩心置放室之间连接有相互并联的流量计Ⅰ和上游容器；在所述流量计Ⅰ靠近岩心置放室一端的管路上设置有阀门Ⅱ；在所述上游容器两端的管路上分别设置有阀门Ⅰ和阀门Ⅲ；

所述岩心置放室另一端通过管路分别连接有流量计Ⅱ、真空泵和下游容器；所述流量计Ⅱ的连接口处设置有阀门Ⅳ；所述真空泵连接口处设置有阀门Ⅴ；所述下游容器连接口处设置有阀门Ⅵ；

所述岩心置放室两端通气孔之间连接有压差计。

其进一步是：所述岩心置放室包括空心圆柱和设置在空心圆柱两端的上盖和下盖；所述上盖和下盖呈圆柱状，上盖和下盖中心开有通气孔。

本测试仪在测试构造煤渗透率时，无须将构造煤破碎制作成型煤，测试出来的渗透率更接近真实；本测试仪无须规则样品，对于样品的高度和截面面积没有固定的要求，只需磨出两个平行的面，这样对于强度弱的构造煤来说，更加容易取样，用可塑性较强的玻璃胶进行封闭处理，可以避免样品夹持器加压损伤样品；本测试可以进行稳态和非稳态测试，测试的范围更宽，获取的数据更多；在进行非稳态法测试时，由于需要样品孔隙度，传统的方法是利用其它的仪器线测试出样品的孔隙度，再来进行渗透性测试，而本装置可以直接利用本测试仪测出样品孔隙度，实现孔隙度测试和渗透性测试一体化，测试更为便捷高效。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是岩心置放室分解结构示意图；

图3是放置有规则样品时的岩心置放室结构示意图；

图4是放置有不规则样品时的岩心置放室结构示意图。

图中：1、调压阀；2、流量计Ⅰ；3、阀门Ⅱ；4、岩心置放室；5、样品；6、玻璃胶；7、流量计Ⅱ；8、阀门Ⅳ；9、真空泵；10、阀门Ⅴ；11、阀门Ⅵ；12、下游容器；13、下盖；14、上盖；15、阀门Ⅲ；16、上游容器；17、阀门Ⅰ；18、压差计。

具体实施方式

以下是本实用新型的一个具体实施例，现结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种构造煤渗透性测试仪，岩心置放室4两端分别开有通气孔；调压阀1和岩心置放室4之间连接有相互并联的流量计Ⅰ2和上游容器16；在流量计Ⅰ2靠近岩心置放室4一端的管路上设置有阀门Ⅱ3；在上游容器16两端的管路上分别设置有阀门Ⅰ17和阀门Ⅲ15；调压阀1连通至气源；岩心置放室4另一端通过管路分别连接有流量计Ⅱ7、真空泵9和下游容器12；流量计Ⅱ7的连接口处设置有阀门Ⅳ8；真空泵9连接口处设置有阀门Ⅴ10；下游容器12连接口处设置有阀门Ⅵ11；岩心置放室4两端通气孔之间连接有压差计18。再结合图2所示，岩心置放室4包括空心圆柱和设置在空心圆柱两端的上盖14和下盖13；上盖14和下盖13呈圆柱状，上盖14和下盖13中心开有通气孔；样品5两端是平面，样品5是不规则形状，样品5四周与岩心置放室4内壁之间填充有玻璃胶6。

本测试仪能实现对于不规则构造煤实验渗透性的测试，岩心置放室为具有上下盖的、可以灵活装载卸载的装置，可同时进行稳态法和非稳态法测试。

稳态法测试

利用玻璃胶的可塑性，解决了原岩心置放室不可变形的缺点。

把上、下面磨平的样品5置于岩心置放室4下盖13中间，将玻璃胶6一层一层放在样品周围，玻璃胶代替岩心置放室中的夹持器，避免了夹持器加压破坏煤体的结构，样品的截面面积只要在岩心置放室4横截面范围内，确保周围可加入玻璃胶6进行封闭即可；

待玻璃胶凝固后，封闭上盖，将所有阀门打开，打开真空泵，抽完真空后，将阀门Ⅰ17、Ⅲ15、11、Ⅴ10关闭，阀门Ⅱ3、Ⅳ8维持开放状态，打开气瓶，慢调调压阀1，通气后，待出气端出气量稳定后即可记录出气端流量计7的数据，完成了利用稳态法测试构造煤渗透性。

非稳态法测试

即瞬间脉冲法，利用这种方法测试样品渗透率时，需要样品的孔隙度，所以在岩心置放室4测试样品5的体积、孔隙度，在测试过程中需要借助玻璃胶、塑料薄膜来实现对样品体积、孔隙度及渗透性的测试。

在具体测试时分为以下几步：

第一，将薄膜贴在岩心置放室内壁上，打开真空泵和所有阀门，抽真空后，然后关闭出阀阀门Ⅰ17、Ⅲ15、10，其他阀门维持打开状态，打开调压阀微调气体压力，通气后，固定气体压力不变，等到气体流量计2不再变化即岩心置放室内的气体压力与调压阀的压力相等时，记下气体流量V1，此时测出的气体流量即为进入岩心置放室（没有装入样品）的气体体积；

第二，将样品的上面或者下面置于岩心置放室的下盖内侧，放平，样品与下盖结合处粘上玻璃胶，待干燥后，再将上、下盖盖上，连接通气管，打开真空泵和所有阀门，抽真空后，然后关闭出阀阀门Ⅰ17、Ⅲ15、10，打开调压阀微调气体压力，固定的气体压力值与第一步相同，待样品吸附饱和，气体流量计2不变时，测出的气体流量即气体体积记为V2_，相对于第一步，第二步气体体积减少，这是因为样品的占据了一定的空间（此时体积不包括样品有效孔隙），将减少的气体体积记为V₃₌V_1-V₂；

第三，打开上盖后，样品不要卸载，将玻璃胶倒入量杯内，测量好玻璃胶体积后再倒入岩心置放室内，倒入的玻璃胶高度与样品高度相等时即停止，记下此时倒入玻璃胶的体积V_5，将岩心置放室的体积V₄减去玻璃胶的体积V₅，剩下体积记为V6，此时分两种情况：（1）样品的高度与岩心置放室高度相同时，V6即为样品5的体积；（2）样品的高度小于岩心置放室高度时，再将剩余体积V₆减去岩心置放室内样品顶面以上（未充填玻璃胶）部分的体积V7，即为样品体积V8；

最后将V₈减去V₃，即为样品的孔隙体积，记为V₉，样品孔隙度为V₉除以V₆或V₈，封住上盖，打开所有阀门，抽真空后，关闭阀门Ⅱ3、Ⅳ8、Ⅴ10，其他阀门维持打开状态，调节调压阀，给予上游容器16一个脉冲即气体压力，关闭调压阀，等到压差计18测量到上游容器与下游容器12等压时，即完成了利用非稳态法测试构造煤的渗透性。

Claims (2)

1.一种构造煤渗透性测试仪，包括放置有样品（5）的岩心置放室（4），岩心置放室（4）两端分别开有通气孔；

其特征在于：

所述样品（5）两端是平面，样品（5）四周与岩心置放室（4）内壁之间填充有玻璃胶（6）；

所述岩心置放室（4）一端通过管路连接有调压阀（1），调压阀（1）连通至气源；所述调压阀（1）和岩心置放室（4）之间连接有相互并联的流量计Ⅰ（2）和上游容器（16）；在所述流量计Ⅰ（2）靠近岩心置放室（4）一端的管路上设置有阀门Ⅱ（3）；在所述上游容器（16）两端的管路上分别设置有阀门Ⅰ（17）和阀门Ⅲ（15）；

所述岩心置放室（4）另一端通过管路分别连接有流量计Ⅱ（7）、真空泵（9）和下游容器（12）；所述流量计Ⅱ（7）的连接口处设置有阀门Ⅳ（8）；所述真空泵（9）连接口处设置有阀门Ⅴ（10）；所述下游容器（12）连接口处设置有阀门Ⅵ（11）；

所述岩心置放室（4）两端通气孔之间连接有压差计（18）。

2.根据权利要求1所述的一种构造煤渗透性测试仪，其特征在于：所述岩心置放室（4）包括空心圆柱和设置在空心圆柱两端的上盖（14）和下盖（13）；所述上盖（14）和下盖（13）呈圆柱状，上盖（14）和下盖（13）中心开有通气孔。