[发明专利]一种采用低场核磁共振测量高压下煤润湿性的方法与装置

权利要求书

1.一种采用低场核磁共振测量高压下煤润湿性的方法，其特征在于：所述方法在标准状况下对煤粉中的水进行低场核磁共振测量，获得煤中水的T₂谱图，根据T₂谱图右边第一个峰的位置及幅度得到该谱峰的弛豫时间T₂的几何平均的归一化值NT_2g；结合平行实验常规的型煤表面水接触润湿角的测量结果θ，建立利用T_2g获取水润湿角的关系式：θ＝84.376×NT_2g+52.612；利用此关系式，结合高压条件下煤中水的T_2g值，求得设定气体压力下煤的水润湿角。

2.根据权利要求1所述的一种采用低场核磁共振测量高压下煤润湿性的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1、制样及装样

磨制适度颗粒大小的粉煤样品若干，称重，放入干燥箱中干燥至恒重；测量得到煤粉样品的视密度ρ；测量获取样品罐的体积V_c；根据颗粒间孔隙度公式，计算得到30％的颗粒间孔隙度下需要的样品质量m，称重mg样品装入样品罐中；

2、选取低场核磁共振测量参数并设定环境温度

选用CPMG测量序列，测量具体参数包括：回波时间，叠加次数，等待时间，回波数；设定测试环境温度至适当温度并保持恒温；

3、建立计算润湿角的方程

(1)测量型煤润湿接触角

取干燥后的样品进一步将煤粉粉碎至小于200目；取煤粉用加压成型模具在30MPa压力下压制成具有光滑平面的型煤薄片；使用静态润湿角测量仪测量型煤表面水滴的润湿接触角θ；

(2)煤粉中水测量

使用注射器向样品罐的煤粉样品中注入一定量的去离子水；使用PVC塑料薄膜将样品罐包裹，防止水分过分蒸发；将样品罐置于低场核磁共振测量系统中，每隔n1小时进行一次T₂谱测量，实验进行到n2小时时停止测试；

(3)建立基于NMR测量煤润湿性的数学模型

利用煤样T₂谱中最右侧第一峰的弛豫时间，计算其加权平均值T_2g，然后计算出n2小时内最右峰的归一化值NT_2g，拟合得到NT_2g与型煤润湿接触角θ的线性关系式，即利用NMR得到润湿角计算方程：θ＝84.376×NT_2g+52.612；

(4)获取气体压力下煤样的水润湿角

将加入水的样品罐放入耐压PEEK腔中；密封PEEK耐压腔，并向腔中注入一定压力下的气体，维持气体压力不变；将高压下样品静置n3小时，然后测量获得样品的T₂谱；计算T₂谱中最右峰的弛豫时间几何平均的归一化值NT_2g；利用公式θ＝84.376×NT_2g+52.612，计算得到润湿角。

3.根据权利要求1所述的一种采用低场核磁共振测量高压下煤润湿性的方法，其特征在于：步骤1中所述适度颗粒大小的煤粉直径为60-80目，其重量为100g。

4.根据权利要求1所述的一种采用低场核磁共振测量高压下煤润湿性的方法，其特征在于：步骤3中所述一定量的去离子水为1mL。

5.根据权利要求1所述的一种采用低场核磁共振测量高压下煤润湿性的方法，其特征在于：步骤2中所述核磁共振仪采用CPMG序列，测量具体参数为：回波时间TE＝0.3ms，叠加次数SCANS＝64，等待时间TW＝3s，回波数NECH＝18000；所述适当环境温度为25℃。

6.根据权利要求1所述的一种采用低场核磁共振测量高压下煤润湿性的方法，其特征在于：所述测试时间间隔n1为12小时，实验总时间n2为72小时，样品静置时间n3为72小时。