多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统

摘要

本发明公开了一种多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统，包括试件箱（1）；所述试件箱（1）的前箱板设置有阶梯状的突出口（9）；所述突出口（9）内通过螺栓固定连接有突出套（10）；所述突出套（10）内设置有外管固定座（11）；所述外管固定座（11）的内孔中螺纹连接有外管（12）；所述外管（12）上设置有抽采外区（12a）；所述抽采外区（12a）上设置有若干抽采外孔（14a）；所述外管（12）设置有内管（15）。本发明可在实验室内模拟现场工况的煤层气抽采，再现实际工况中煤层参数的变化情况，从而研究应力场、裂隙场、渗流场、温度场的变化，分析煤层瓦斯流动与煤岩体裂隙耦合的时空演化及分布规律。

主权项

一种多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统，包括试件箱；所述试件箱（1）上部设置有至少一个Z向压杆和Z向压板（3）；所述试件箱（1）的右箱板上设置有至少一个Y向压杆（4）和Y向压板（5）；所述试件箱（1）的后箱板上设置有至少一个X向压杆（6）和X向压板（7）；所述Z向压板（3）、Y向压板（5）和X向压板（7）均位于所述试件箱（1）内；所述试件箱（1）的前箱板设置有阶梯状的突出口（9）；所述突出口（9）内通过螺栓固定连接有突出套（10）；所述突出套（10）与所述前箱板的阶梯面之间设置有第一密封圈（8a）；所述试件箱（1）的底部设置有透气钢板（25）和气道（26）；所述透气钢板（25）覆盖在所述气道（26）上；所述气道（25）的进口设置有内接插头（27）；所述试件箱（1）的左箱板外部间隔固定连接有第一垫板（28）；所述左箱板在各第一垫板（28）的间隔之间设置有接口（29）；所述接口（29）中设置有传感器接头（30）；其特征是：所述突出套（10）的内孔为前大后小的阶梯孔，该阶梯孔内设置有形状与阶梯孔对应的外管固定座（11）；所述突出套（10）的阶梯面与所述外管固定座（11）之间设置有第二密封圈（8b）；所述外管固定座（11）的内孔中螺纹连接有外管（12）；所述外管（12）延伸至所述试件箱（1）内；所述突出套（10）的前端面通过螺栓连接有固定法兰（13）；所述外管固定座（11）与所述固定法兰（13）之间设置有第三密封圈（8c）；所述固定法兰（13） 的前端设置有法兰凸台（13a）；所述法兰凸台（13a）的外圆设置有螺纹；所述外管（12）的后端封闭，前端开口；所述外管（12）上设置有位置与各所述Z向压杆对应的抽采外区（12a）；所述抽采外区（12a）上设置有若干抽采外孔（14a）；所述外管（12）和固定法兰（13）中设置有内管（15）；所述内管（15）包括第一接管（15a）和第三接管（15c），以及可选的一根或多根第二接管（15b）；所述第一接管（15a）、第二接管（15b）和第三接管（15c）可前后依次螺纹连接，且连接螺纹具有互换性；所述第一接管（15a）、第二接管（15b）和第三接管（15c）的结合端面处均设置有密封圈（8f）；所述第一接管（15a）和第二接管（15b）的外径小于所述外管（12）的内径；所述第一接管（15a）对应所述法兰凸台（13a）处设置有限位凸缘（15a1）；所述第一接管（15a）在所述限位凸缘（15a1）的前端（15a2）外圆设置有螺纹；所述第一接管（15a）的前端内孔中配合有第一接头（16）；所述限位凸缘（15a1）和法兰凸台（13a）的外螺纹上配合有螺母（19）；所述第一接管（15a）和第二接管（15b）沿轴向设置有通孔；所述第三接管（15c）沿轴向设置有前端开口后端封闭的盲孔；所述第三接管（15c）设置有抽采内区（15c1）；所述抽采内区（15c1）的前后端两端分别设置有第一抽采凸缘（15c2）和第二抽采凸缘（15c3）；所述第二抽采凸缘（15c3）与所述外管（12）配合，并与所述外管（12）之间设置有第四密封圈（8d）；所述抽采外区（12a）上设置有与所述第二抽采凸缘（15c3）对应的第一密封区（12c）；所述抽采内区（15c1）的外径小于所述外管（12）的直径；所述抽采内区 （15c1）沿周向和轴向均布有多个抽采内孔（14b）；所述Z向压杆的中心线可位于与所述第一抽采凸缘（15c2）和第二抽采凸缘（15c3）相对端面等距的虚拟面（17）上。