[发明专利]模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置及其实验方法

摘要

模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置，包括压裂围压动力系统、注气系统、压裂测试系统和计算机；注气系统的出气端与压裂测试系统的进气端连接；计算机分别通过数据线与压裂围压动力系统、注气系统和压裂测试系统连接。本发明还公开了一种模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置的实验方法。本发明设计合理，通过压裂围压动力系统依次向压裂管注入前置液、携砂液、顶替液，通过注气系统和围压装置向环形夹持器注入高压气体以及调节高压气体的注入量，通过控制电脑连接压裂围压动力系统、注气系统、围压装置、监测装置、环形夹持器和压裂管，监测不同煤层属性参数、不同地层应力参数、不同粒径条件下煤层压裂和模拟压裂作用下产出的煤粉排出量。

主权项

模拟煤层压裂作用排采煤粉变化监测装置，其特征在于：包括压裂围压动力系统、注气系统、压裂测试系统和计算机；注气系统的出气端与压裂测试系统的进气端连接；计算机分别通过数据线与压裂围压动力系统、注气系统和压裂测试系统连接；压裂围压动力系统包括压裂液注入装置和围压加载装置，压裂液注入装置的出液端通过压裂管与压裂测试系统的进液端连接；压裂液注入装置包括第一集线器、平流泵、第一压力计和若干个压裂液储存缸，所有的压裂液储存缸分别通过第一管道与压裂管的进液口连接，其中一个压裂液储存缸内设有自动搅拌器，每根第一管道上均设有自动控制阀，平流泵和第一压力计依次设置在压裂管上，平流泵、自动搅拌器以及所有的自动控制阀分别通过数据线与第一集线器连接；围压加载装置包括围压泵、第二集线器和电机，围压泵包括泵体、活塞和螺杆组成，泵体外形为圆筒形且泵体垂直设置，泵体的外壳为双层结构，泵体内壁沿其轴向方向设有导向槽，活塞的外缘设有导向块，活塞通过导向块插设在导向槽内与泵体内壁滑动连接，活塞外缘与泵体的内壁密封连接，活塞的底面同轴向设有套管，套管内壁设有内螺纹，螺杆同轴线插设在泵体内，螺杆的上端穿设在套管内且与套管螺纹连接，螺杆的下端伸入到泵体的外壳内后固定连接有从动轮，电机的主轴垂直向下连接有主动轮，主动轮通过皮带与从动轮连接，沿泵体的轴向方向并排间隔设有若干组激光测长器；泵体顶部通过第二管道与压裂测试系统连接，第二管道上设有第二压力计；电机、第一压力计、第二压力计以及所有的激光测长器分别通过数据线与第二集线器连接；第一集线器和第二集线器分别通过数据线与计算机连接。