[发明专利]一种模块化煤岩吸附解吸性能评价装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于煤岩吸附解吸技术领域，尤其涉及一种模块化煤岩吸附解吸性能评价装置及方法。 

背景技术

煤层气是一种非常规油气资源，煤层气的开采对于减少煤矿安全事故、提高资源利用率和保护环境具有重要的意义。由于煤层气主要以吸附态赋存于煤层中，因此，煤岩的吸附解吸性能评价是煤层气开发的基础数据之一，评价煤岩的吸附解吸性能及其影响因素对煤层气的开发具有重要意义。目前，煤岩吸附解吸性能评价主要采用国外进口设备。 

发明内容

为了解决目前的问题，本方案发明了一种模块化煤岩吸附解吸性能评价装置及方法，提供一种模块化煤岩吸附解吸性能评价装置，建立一套煤岩吸附解吸性能评价方法，实现对煤岩吸附解吸性能及影响因素的评价。 

本发明是这样实现的，一种模块化煤岩吸附解吸性能评价装置，其特征在于，所述模块化煤岩吸附解吸性能评价装置采用模块化设计，包括气源系统、温控系统、标准室、样品室、压力采集系统、抽真空系统、回压控制系统和气体计量系统； 

气源系统，用于提供不同压力不同类型的测试气体； 

温度控制系统，用于模拟不同的煤层温度； 

标准室、样品室和压力采集系统构成了吸附解吸装置的核心模块，标准室为缓冲注入压力和平衡吸附解吸过程的标准气体容器；样品室为样品的装填装置，不同的样品室可装填煤粉或煤岩岩心；压力采集系统用于测定实验过程中样品室、标准室以及系统的压力值； 

抽真空系统，用于对吸附解吸系统进行抽真空处理，以保证测量结果的精确性； 

回压控制系统，用于控制降压解吸过程的压力，测量煤岩的吸附解吸特性与压力的关系； 

气体计量系统，用于测量解吸过程中排出的气量。 

进一步，所述气源系统提供不同的测试气体，包括氮气、甲烷和二氧化碳等。 

进一步，所述温度控制系统的可调温度范围为0～200℃。 

本发明的另一目的在于提供一种模块化煤岩吸附性能评价方法，其特征在于，该吸附性能评价方法包括： 

煤岩经破碎、粉碎、过筛、烘干、配样、压实过程制成实验用煤样； 

检查装置气密性，利用真空泵对煤岩模型进行抽真空处理； 

通过气源系统向标准室中注入实验气体，并记录压力值； 

连通标准室与样品室，使气体在煤岩样品中充分吸附，记录稳定时的压力值； 

判断吸附实验压力是否为最大。 

进一步，判断吸附实验压力是否为最大的方法进一步包括： 

若压力最大，则吸附实验结束；若压力不是最大，则通过气源系统向标准室中注入实验气体，并记录压力值。 

进一步，煤岩吸附评价方法及计算公式如下： 

根据真实气体状态方程，在吸附达到平衡时，气体的吸附体积为：