[发明专利]一种非平衡状态下煤岩渗透率自动连续测试装置及其方法

说明书

一种非平衡状态下煤岩渗透率自动连续测试装置及其方法，轴压柱塞加载泵通过管路与夹持器的后端部连接，环压柱塞加载泵通过管路与夹持器的侧面连接；气压控制系统的气瓶、真空泵通过管路与气压控制器的一端连接，气压控制器的另一端连接夹持器前端的流体通道；在真空泵与气压控制器连接的管路上安装阀门Ⅱ，在气瓶与阀门Ⅱ连接的管路上安装阀门Ⅰ，夹持器后端的流体通道通过管路与标准容器连接；数据采集计算机与位移传感器、温度传感器、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ连接，本发明可以实现对长期试验的自动测量和记录，有效的测量样品内孔压由非平衡状态到平衡状态过程中渗透率的演化规律，结构简单、操作方便。

技术领域

本发明涉及一种煤岩渗透率测试装置及其方法，具体是一种非平衡状态下煤岩渗透率自动连续测试装置及其方法，属于煤岩体渗流测试技术领域。

背景技术

渗透性是非常规天然气生产的一个重要决定因素，在天然气抽采过程中会诱发气体压力、解吸和应力多个过程量的变化。由于非常规天然气储层具有低孔、低渗的特征，储层渗透性能低，造成储层基质内孔隙压力一直处于非平衡状态。由抽采引起的气压变化与应力发生耦合作用，会引发储层渗透性能的大幅改变，从而影响产气量。

传统“静态平衡实验”测定渗透率时都会假设测定状态为平衡态，忽略了样品内气体压力随平衡时间变化的影响。但是样品基质渗透率较低，一般认为其内部孔压在20～100天的时间才能达到平衡，非平衡过程中内部耦合作用会引起渗透率的显著变化，通过研究认识到非平衡状态下煤岩渗透率存在动态演化过程，但是采用传统的测试装置及其测试方法无法测得这一过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种非平衡状态下煤岩渗透率自动连续测试装置及其方法，可以实现对长期试验的自动测量和记录，能够有效的测量样品内孔压由非平衡状态到平衡状态过程中渗透率的演化规律，该测试装置结构简单、操作方便。

为了实现上述目的，本发明提供一种非平衡状态下煤岩渗透率自动连续测试装置，包括夹持器、橡胶套和恒温箱，橡胶套套装在夹持器外部后设置在恒温箱中，还包括围压加载系统、气压控制系统、数据采集系统，

围压加载系统的轴压柱塞加载泵通过管路与夹持器的后端部连接，围压加载系统的环压柱塞加载泵通过管路与夹持器的侧面连接；

气压控制系统的气瓶、真空泵均通过管路与气压控制器的一端连接，气压控制器的另一端连接夹持器前端的流体通道；在真空泵与气压控制器连接的管路上安装阀门Ⅱ，在气瓶与阀门Ⅱ连接的管路上安装阀门Ⅰ，夹持器后端的流体通道通过管路与标准容器连接；

数据采集系统包括位移传感器、温度传感器、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ和数据采集计算机；位移传感器的探头安装在夹持器的一端；温度传感器设置在恒温箱内部；压力传感器Ⅰ安装在气压控制器与夹持器连接的管路上；压力传感器Ⅱ安装在夹持器与标准容器连接的管路上；数据采集计算机分别通过电缆与位移传感器、温度传感器、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ连接，用来采集位移传感器、温度传感器、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ的数据。

作为本发明的进一步改进，轴压柱塞加载泵和环压柱塞加载泵采用的均是计量泵。

作为本发明的进一步改进，气瓶为试验用气体储存容器，真空泵为普通活塞式气体真空泵，阀门Ⅰ和阀门Ⅱ为高压气体针形阀。

作为本发明的进一步改进，气压控制器采用65D计量泵，压力范围0.07～137MPa，压力精度0.5％FS。

作为本发明的进一步改进，压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ为通用型工业用压力传感器，型号为PTX5072，量程0.1～10MPa，测量精度0.1％FS。

作为本发明的进一步改进，恒温箱为密封箱体，内部通过水浴加温。

作为本发明的进一步改进，位移传感器为高精度线性位移差动变压器式传感器；温度传感器为热电阻式接触温度传感器。