测量煤岩吸附膨胀量的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种便携、快速且高效的测量煤岩吸附膨胀量的装置。测量煤岩吸附膨胀量的装置包括：实验压力罐，具有可密封的容纳腔，煤岩样品放置在容纳腔内；注气管，注气管与容纳腔连通，注气管用于向容纳腔内注入天然气；应变片，设置在容纳腔内并贴在煤岩样品上，应变片用于测量煤岩样品的形变量。相比现有技术来说，本实用新型专利技术测量煤岩吸附膨胀量更加快速和高效。

【技术实现步骤摘要】
测量煤岩吸附膨胀量的装置
本技术涉及煤岩实验仪器
，具体而言，涉及一种测量煤岩吸附膨胀量的装置。
技术介绍
煤岩吸附煤层气，会引起煤岩体积膨胀，不同类型的煤岩，膨胀特征不同。现有技术中，如专利号为CN201965069U的专利中公开了“一种同时自动测量煤岩高压气体吸附量和吸附膨胀量的仪器”，在测量过程中，测量控制仪对位移传感器,测温热电阻，压力变送器的电信号进行信号变换和模数转换，计算机自动接收来自测量控制仪的压力，温度和位移信号数据，对接收到的数据进行记录和保存，在计算机屏幕上实时显示实验过程中的压力、温度、吸附量和膨胀量数据。该专利装置体积较大，解吸和膨胀组合测量过程繁琐，且没有实现对煤岩不同方向膨胀量的测量。
技术实现思路
本技术实施例中提供一种便携、快速且高效的测量煤岩吸附膨胀量的装置。为实现上述目的，本技术提供了一种测量煤岩吸附膨胀量的装置，包括：实验压力罐，具有可密封的容纳腔，所述容纳腔内用于容置煤岩样品；注气管，注气管与容纳腔连通，注气管用于向容纳腔内注入天然气；应变片，设置在容纳腔内并贴在煤岩样品上，应变片用于测量煤岩样品的形变量。进一步地，还包括出气管，出气管与容纳腔连通，出气管上设置有能对所述出气管进行控制的阀门。进一步地，注气管上设置有增压泵。进一步地，容纳腔内设置有压力传感器。进一步地，容纳腔内设置有温度传感器。进一步地，容纳腔内安装有加热组件。进一步地，实验压力罐的内壁围成容纳腔，加热组件包括多圈加热丝，多圈加热丝贴设在内壁上。进一步地，应变片的数量为多个，多个应变片贴在煤岩样品的三维方向上。进一步地，煤岩样品呈柱状，应变片分别设置在煤岩样品的径向和轴向的表面上。进一步地，至少两个应变片设置在煤岩样品径向方向的表面上，至少有两个应变片的设置方向垂直且均穿过煤岩样品的轴线。通过注气管逐步向容纳腔注入天然气，并对容纳腔内进行加压，煤岩样品在容纳腔内对天然气进行吸附，在经过预定时间后，煤岩样品的吸附饱和，煤岩样品在吸附后形成膨胀，应变片可以检测到煤岩样品的形变量(即煤岩样品外轮廓的体积变化值)。这样本技术方案的测量煤岩吸附膨胀量的装置可以测量煤岩的膨胀量，提供了一种新型的实验装置。附图说明在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本技术的理解，并不是具体限定本技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本技术。图1是本技术实施例的测量煤岩吸附膨胀量的装置的结构示意图；图2是本技术实施例的应变片和煤岩样品结构配合的示意图。附图标记说明：10、实验压力罐；11、容纳腔；12、内壁；20、注气管；21、增压泵；30、应变片；40、出气管；41、阀门；50、煤岩样品；61、压力传感器；62、温度传感器；70、加热丝。具体实施方式结合附图和本技术具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本技术的细节。但是，在此描述的本技术的具体实施方式，仅用于解释本技术的目的，而不能以任何方式理解成是对本技术的限制。在本技术的教导下，技术人员可以构想基于本技术的任意可能的变形，这些都应被视为属于本技术的范围。参见图1和图2所示，根据本技术的实施例，提供了一种测量煤岩吸附膨胀量的装置，包括实验压力罐10、注气管20和应变片30，实验压力罐10具有可密封的容纳腔11，煤岩样品50放置在容纳腔11内，注气管20与容纳腔11连通，注气管20用于向容纳腔11内注入天然气；应变片30设置在容纳腔11内并贴在煤岩样品50上，应变片30用于测量煤岩样品50的形变量。通过注气管20逐步向容纳腔11注入天然气，并对容纳腔11内进行加压，煤岩样品50在容纳腔11内对天然气进行吸附，在经过预定时间后，煤岩样品的吸附饱和，煤岩样品50在吸附后形成膨胀，应变片30可以检测到煤岩样品50的形变量(即煤岩样品50外轮廓的体积变化值)。这样本技术方案的测量煤岩吸附膨胀量的装置可以测量煤岩的膨胀量，并且需要的实验装置更少，由于结构简单可以最大程度的降低占用体积，进而可以方便携带；另外，应变片30应用起来更加灵活，应变片30可以对实验压力罐10内进行XYZ这3个方向测膨胀量，相比现有技术来说，测量煤岩吸附膨胀量更加快速和高效。为了控制装置的出气，本实施例的装置还包括出气管40，出气管40与容纳腔11连通，出气管40上设置有阀门41。阀门41可以控制容纳腔11的压力以及可以排出天然气。并且注气管20上设置有增压泵21，增压泵21用于在向容纳腔11注入天然气的同时向容纳腔11内进行加压，同时出气管40的阀门在注气时可以是关闭的。优选地，容纳腔11内设置有压力传感器61，压力传感器61用于监控容纳腔11内的压力值，不同压力值可以模拟出煤岩在地下不同深度的压力状态。容纳腔11内还设置有温度传感器62，温度传感器62用来测量煤岩样品所在环境的温度值。为了配合温度传感器62进行测试以获得更多参数，容纳腔11内安装有加热组件。加热组件可以是电阻加热板或者加热管(红外加热管等)，而本实施例中，结合容纳腔11的结构选择了加热丝70。参见图1，实验压力罐10的内壁12围成容纳腔11，加热组件包括多圈加热丝70，多圈加热丝70贴设在内壁12上，本实施例中容纳腔11成筒状，多圈加热丝70沿环形面的内壁11上环绕贴设。考虑到需要对煤岩样品的形变进行数据化，使得测量煤岩膨胀量的数据更加准确，在本实施例中，应变片30的数量为多个，多个应变片30贴在煤岩样品50的三维方向上，三维方向是指煤岩样品假设在三维坐标系中时的X、Y、Z的三个方向，通过测量三维坐标的三个基准轴方向可以测量得到煤岩样品50外轮廓的体积变化值。需要说明的是，应变片30是和收集器或者控制器进行电性连接的，因此变量数据可以直接获得，应变片30测量形变的原理此处不再赘述。进一步优选地，通过控制煤岩样品50的基础形状，以最大化规避掉误差，在实验测量时使用的煤岩样品50呈柱状(一般是圆柱状，也可以是横截面为矩形的柱状结构)，应变片30分别设置在煤岩样品50的径向(横截面方向)和轴向的表面上。这样煤岩样品50的数据变化量均是标准且可控的形变量。如图2所示，本实施例对应变片30的设置位置进行了优化，其中，至少两个应变片30设置在煤岩样品50径向方向的表面上(一般是煤岩样品50的端面，端面一般也是平面)，该煤岩样品50的横截面呈规则的圆形，这样方便记录形变量，并且，至少有两个应变片30的设置方向垂直且均穿过煤岩样品50的轴线。这样两个应变片30就可以测量得到煤岩样品50的外径变化值，外径变化值可以获得横截面的形变面积，形变面积乘以轴向变化值则可以得出形变体积值，再乘以误差系数等算法得到最终的膨胀量(即煤岩样品50外轮廓的体积变化值)。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量煤岩吸附膨胀量的装置，其特征在于，包括：实验压力罐(10)，具有可密封的容纳腔(11)，所述容纳腔(11)内用于容置煤岩样品(50)；注气管(20)，所述注气管(20)与所述容纳腔(11)连通，所述注气管(20)用于向所述容纳腔(11)内注入天然气；应变片(30)，设置在所述容纳腔(11)内并贴在所述煤岩样品(50)上，所述应变片(30)用于测量所述煤岩样品(50)的形变量。

【技术特征摘要】
1.一种测量煤岩吸附膨胀量的装置，其特征在于，包括：实验压力罐(10)，具有可密封的容纳腔(11)，所述容纳腔(11)内用于容置煤岩样品(50)；注气管(20)，所述注气管(20)与所述容纳腔(11)连通，所述注气管(20)用于向所述容纳腔(11)内注入天然气；应变片(30)，设置在所述容纳腔(11)内并贴在所述煤岩样品(50)上，所述应变片(30)用于测量所述煤岩样品(50)的形变量。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括出气管(40)，所述出气管(40)与所述容纳腔(11)连通，所述出气管(40)上设置有能对所述出气管(40)进行控制的阀门(41)。3.根据权利要求1或者2所述的装置，其特征在于，所述注气管(20)上设置有增压泵(21)。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述容纳腔(11)内设置有压力传感器(61)。5.根据权利要求1或4所述的装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓泽，田文广，陈振宏，孙斌，陈浩，孙钦平，杨焦生，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11