一种CO₂注入与煤层气强化开采地球化学效应模拟试验装置

摘要

本发明公开了一种CO₂注入与煤层气强化开采地球化学效应模拟试验装置，属于煤层气开采领域，包括高压试验容器(2)、加压系统(1)、升温系统(3)、抽真空系统(4)、液体样品采集系统(5)、气体样品采集系统(6)和电气控制及监控系统，由加压系统(1)、升温系统(3)向高压试验容器(2)提供压力和温度，由电气控制及监控系统进行整个试验过程的监控，通过液体样品采集系统(5)以及气体样品采集系统(6)完成试验中与试验后试验样品的采样。本装置能够在试验室内模拟深部煤层高温高压的环境，实现超临界CO₂/H₂O体系与煤岩样品在深部煤层条件下地球化学反应的模拟试验。本装置控温精度高、温度波动性小、便于控制、容易安装、安全可靠。

主权项

一种CO₂注入与煤层气强化开采地球化学效应模拟试验装置，其特征在于，包括：高压试验容器(2)，该装置的反应室，用于模拟地层高温、高压、密封环境；加压系统(1)，用于通过管路(7)向高压试验容器(2)中注入试验用气体和水，且可调节高压试验容器(2)中的压力；升温系统(3)，用于对高压试验容器(2)加热及对其温度进行调整，并使其在试验过程中保持恒温；抽真空系统(4)，与高压试验容器(2)连接，用于将高压试验容器(2)中的气体排空；液体样品采集系统(5)，与高压试验容器(2)连接，用于收集试验中和试验后的液体，进行降压、固液分离操作；气体样品采集系统(6)，与高压试验容器(2)连接，用于收集试验中和试验后的气体，进行冷凝、降压、气液分离操作；电气控制及监控系统，用于对试验过程进行控制，采集、显示及存储数据；所述的高压试验容器(2)包括筒体(2‑5)、封头(2‑6)和密封结构，且高压试验容器(2)上设有工作口，所述工作口包括抽真空口(2‑4‑1)、进水口(2‑4‑4)、进气口(2‑4‑5)和出气口(2‑4‑6)；所述的加压系统(1)包括氦气高压气瓶(1‑1a)、甲烷高压气瓶(1‑1b)、二氧化碳高压气瓶(1‑1c)、空压机(1‑3)、电磁阀(1‑4)、气液增压泵(1‑5)、水源(1‑6)和控制气体和水进出的阀门一(1‑8a)、阀门二(1‑8b)、阀门三(1‑8c)、阀门七(1‑8g)、阀门八(1‑8h)，氦气高压气瓶(1‑1a)、甲烷高压气瓶(1‑1b)、二氧化碳高压气瓶(1‑1c)和水源(1‑6)分别与气液增压泵(1‑5)连接，空压机(1‑3)通过电磁阀(1‑4)与气液增压泵(1‑5)连接，气液增压泵(1‑5)设有出水口和出气口，分别与高压试验容器(2)上的进水口(2‑4‑4)和进气口(2‑4‑5)连接；所述的升温系统(3)包括加热元件(3‑1)和保温层(3‑2)，保温层(3‑2)包裹整个高压试验容器(2)的筒体(2‑5)，加热元件(3‑1)设在保温层(3‑2)和筒体(2‑5)之间；所述的抽真空系统(4)包括真空泵(4‑1)，真空泵(4‑1)和高压试验容器(2)上的抽真空口(2‑4‑1)连接且其连接管路上设有阀门十(4‑2)；所述的液体样品采集系统(5)包括与高压试验容器(2)下出料口(5‑1)连接的取样管(5‑2)、置于取样管(5‑2)内的泄压阀及和取样管(5‑2)另一端连接的固液分离罐(5‑3)，固液分离罐(5‑3)的进口管路上和出口管路上分别设有阀门十一(5‑4a)和阀门十二(5‑4b)；气体样品采集系统(6)包括冷却器(6‑1)、减压阀(6‑3)、冷凝装置(6‑5)和接收罐(6‑6)，冷却器(6‑1)的进出口分别与高压试验容器(2)的出气口(2‑4‑6)和减压阀(6‑3)连接，减压阀的另一端与冷凝装置(6‑5)连接，冷凝装置(6‑5)的一个出口与接收罐(6‑6)连接，在冷凝装置(6‑5)和接收罐(6‑6)的出口处还分别设有阀门十三(6‑7a)、阀门十四(6‑7b)和阀门十五(6‑7c)；电气控制及监控系统，由工控机、显示器及变送仪表、高速摄像机、配电电路及控制软件组成。