[实用新型]煤样液氮温度传递测试装置

说明书

本实用新型公开了一种煤样液氮温度传递测试装置，包括接触室、液氮箱和多通道数据采集仪，多通道数据采集仪连接有计算装置；接触室中心孔的顶部螺纹连接有螺栓；接触室底部设有液氮槽；螺栓与支撑台阶之间的中心孔内装有煤岩试样，煤岩试样顶部的安装孔内设有热电偶，各水平通道正对的保温层与煤岩试样之间分别连接有热电偶；液氮槽连接有进氮管和出氮管，进氮管连接液氮箱；出氮管连接三通阀，三通阀连接有第二安全阀和泄压阀。本实用新型能够稳定液氮气化时产生的压力，研究液氮与煤岩试样接触后煤岩试样中不同位置处的温度变化规律，为针对特定矿区煤岩试样得到最佳的增透工艺参数提供基础。

技术领域

本实用新型涉及煤矿和石油技术领域，尤其涉及煤层或岩层增透技术。

背景技术

煤和石油是对前社会正常运行必不可少的两种化石能源。在煤和石油的开采过程中，经常需要对煤层或岩层进行增透。增透是指使用一定技术手段发育煤层或岩层中的裂隙。如煤层中的裂隙增加、变长变大后，为有效抽采其中的瓦斯气体提供了技术支撑。本实用新型中，以“煤岩试样”一词指代在煤层中取出的煤层试样或在岩层中取出的岩层试样。

增透的技术手段包括钻孔或造穴增透、钻孔或造穴增透、液氮相变致裂技术等。其中，液氮相变致裂技术具有成本相对较低，易于操作等优点，但目前这种技术存在以下不足：

1、液氮温度很低，会在煤岩接触面处产生低温，煤岩不同部分之间的温差越大，裂隙发育效果相对越好。液氮与煤岩试样接触后，一方面会向煤层中渗透，一方面会沿煤岩试样中原本存在的微小裂隙进入煤岩试样。不同矿区的煤岩试样的渗透性以及原有的裂隙情况不同，因此对于不同矿区的煤岩试样需要单独研究与液氮接触后的温度变化规律。煤岩试样的温度变化规律对于煤岩的裂隙发育具有重要影响，对设置注入液氮点之间的间距等等工艺参数具有重要意义，但目前本领域中缺少研究煤岩与液氮接触后煤岩温度变化规律的技术。

2、现有的液氮增透技术中，液氮在与煤岩的接触面处大量气化，气化后的气体无规律释放，液氮气化产生的压力无法控制。稳定的压力对于研究裂隙发育规律从而得到对于特定煤岩试样的最佳增透压力等参数具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤样液氮温度传递测试装置，能够研究液氮与煤岩试样接触后煤岩试样中的温度变化规律，并且能够稳定液氮气化时产生的压力，为针对特定矿区煤岩试样得到最佳的增透工艺参数提供基础。

为实现上述目的，本实用新型的煤样液氮温度传递测试装置包括接触室、液氮箱和多通道数据采集仪，多通道数据采集仪连接有计算装置；

液氮箱包括箱体，箱体内壁设有保温层，箱体顶端间隔设有箱盖、由外向内单向导通的单向阀和第一安全阀；

接触室内设有顶端敞口的中心孔，中心孔的顶部螺纹连接有用于封闭中心孔的螺栓；接触室底部设有液氮槽，液氮槽位于中心孔下方并与中心孔相连通；中心孔底部直径小于中心孔中上部的直径，中心孔直径变化处形成用于支撑煤岩试样的支撑台阶；

中心孔内壁和液氮槽内壁均设有保温层；螺栓与支撑台阶之间的中心孔内装有煤岩试样，螺栓中心线处设有上下通透的竖向通道，煤岩试样顶部正对竖向通道设有安装孔，安装孔内设有热电偶，安装孔处的热电偶的连接线穿过竖向通道与多通道数据采集仪相连接；

接触室左侧壁中下部上下均匀间隔设有若干左水平通道，接触室右侧壁中下部上下均匀间隔设有若干右水平通道，左水平通道和右水平通道上下均匀交错设置；

左水平通道贯穿接触室左侧壁以及左侧壁处的保温层，右水平通道贯穿接触室右侧壁以及右侧壁处的保温层，左水平通道和右水平通道均为水平通道；

各水平通道正对的保温层与煤岩试样之间分别连接有热电偶；各水平通道处的热电偶的连接线通过对应的水平通道伸出接触室并与多通道数据采集仪相连接；