低煤階煤層游離氣含量測定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于煤層氣開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低煤階煤層游離氣含量測定
目.ο
【背景技術(shù)】
[0002]煤層氣作為一種新型能源，其有效開發(fā)不僅可以彌補常規(guī)能源的不足；而且作為一種清潔能源，可以減少常規(guī)能源燃燒對大氣造成的污染；同時，煤層氣的開發(fā)，可以有效減少煤礦安全事故的發(fā)生，實現(xiàn)煤礦安全、高效生產(chǎn)。因此，進行煤層氣的開發(fā)是一項一舉三得的事情，加強煤層氣的開發(fā)變得及其重要。
[0003]煤層氣資源在我國的賦存資源量極其豐富，有以沁水盆地為代表的中、高煤階的煤層氣資源，也包括以新疆東部為代表的低煤階煤層氣資源。我國煤層氣勘探、開發(fā)研究雖然起步相對較晚，但是以沁水盆地為代表的中、高煤階區(qū)域已經(jīng)形成了商業(yè)性開發(fā)，顯示出較好的開采潛力和利用前景。而作為資源豐富的新疆東部區(qū)域由于煤層變質(zhì)程度低，煤層氣含量組成中游離氣量占了較大比例。因此，常規(guī)含氣量測試中不考慮游離氣的測試方法，難以滿足低變質(zhì)程度煤層煤層氣含量測試的目的。而含氣量測試是對一個地區(qū)的煤層氣開發(fā)潛力進行評價的重要參數(shù)。同時，含氣量參數(shù)也是開發(fā)工藝選型、后期排采制度優(yōu)化的基礎(chǔ)。因此，準確進行低煤階煤層含氣量的測試變得極其重要。而目前對于低煤階煤層中游離氣含量測試缺乏行之有效的方法。因此，迫切需要一種裝置或工藝能對低煤階煤層煤層氣含量進行測試。這對促進低煤階煤層氣資源勘探與開發(fā)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型針對目前低煤階煤層中游離氣含量測試缺乏行之有效的方法、難以進行測試的問題。提出了一種低煤階煤層游離氣含量測定裝置。通過該裝置可以實現(xiàn)對低煤階煤層游離氣含量的測試，對促進煤層氣的開發(fā)具有重要的意義。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:低煤階煤層游離氣含量測定裝置包括密封系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測試系統(tǒng)和對密封系統(tǒng)、控制系統(tǒng)進行充氣的動力系統(tǒng)，動力系統(tǒng)上的高壓管線與密封系統(tǒng)、控制系統(tǒng)相連接。
[0006]所述的密封系統(tǒng)包括固定在鋼管11外圍的相鄰的第三膨脹體28、第二膨脹體30、第一膨脹體31和固定在多級外控制體25外圍的第四膨脹體19，在膨脹體上部、下部固定有環(huán)形控制板13。
[0007]所述第三膨脹體28、第二膨脹體30、第一膨脹體31、第四膨脹體19通過螺絲15固定在鋼管11上，并通過導(dǎo)管36連接到高壓管線10上。
[0008]所述導(dǎo)管36上安裝有閥門14、16、17、20，這些閥門通過電纜5與計算機3連接。
[0009]所述控制系統(tǒng)包括與鋼管11連接的多級外控制體25以及多級外控制體25內(nèi)部的多級內(nèi)控制體23、第五膨脹體21，連接上部密封板32和下部密封板34的彈簧33。
[0010]所述多級外控制體25、多級內(nèi)控制體23均采用多級可伸縮結(jié)構(gòu)組成，在其兩端焊接固定有多級外擋體24和多級內(nèi)擋體22。
[0011]采用上述技術(shù)方案，動力系統(tǒng)主要是提供密封系統(tǒng)進行密封、控制系統(tǒng)進行控制所需要的動力。該裝置通過高壓栗對從氣瓶中流出的氣體進行加壓，并通過壓力表對其壓力大小進行測試，并采用計算機通過系統(tǒng)程序軟件根據(jù)測試參數(shù)變化實現(xiàn)對高壓栗開啟/關(guān)閉的控制。
[0012]密封系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對測試空間內(nèi)的液體進行驅(qū)除，對測試空間進行密封。該系統(tǒng)是通過環(huán)形膨脹體的膨脹實現(xiàn)對測試空間內(nèi)液體的驅(qū)除與測試空間的密封。在將測試裝置下放到合適位置以后，通過膨脹體由下向上依次膨脹，對測試段內(nèi)鋼管與孔壁之間的液體進行驅(qū)趕。當(dāng)向膨脹體內(nèi)注入高壓氣體時，引起膨體的膨脹，實現(xiàn)與井壁的緊密接觸。為了避免環(huán)形膨脹體在縱向上過度膨脹在膨脹體上部和下部安裝有同樣形狀的控制板，可以有效避免膨脹體在縱向上過度膨脹。膨脹體與高壓管線之間通過高壓連接管進行連接，為了實現(xiàn)對各個膨脹體的單獨控制，在各個高壓連接管上安裝有電子閥門，可以通過計算機實現(xiàn)對電子閥門的控制。
[0013]測試系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對封閉空間內(nèi)游離氣量進行測試。通過密封系統(tǒng)對煤層段進行密封以后，采用壓力探頭對封閉空間內(nèi)的壓力進行測試，將測試結(jié)果通過電纜傳到計算機進行記錄。在煤層中游離氣和水共同占據(jù)著煤層的孔裂隙空間，通過對孔隙度、含水飽和度進行測試，可以得出煤層中游離氣所占的體積，進而根據(jù)理想氣體方程可以得出游離氣的含量。在鉆進過程中煤層段的壓力會喪失，但是隨著煤層段封閉時間的增加，煤層內(nèi)部的游離氣會逐漸達到平衡，近似恢復(fù)到初始賦存狀態(tài)。
[0014]控制系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對測試空間的控制。通過一個軸向膨脹體的膨脹實現(xiàn)對多級控制體伸縮的控制。在密封系統(tǒng)進行適當(dāng)充氣以后，將密封體外圍的液體進行驅(qū)趕。然后，通過軸向膨脹體充氣膨脹，帶動多級控制體伸開，推動最下邊的密封體向下運動，為壓力傳感器的測試提供空間。隨后密封系統(tǒng)再次充氣，進行密封。測試就形成了一個相對密封的空間，在多級外擋體上有多個內(nèi)外貫通的連接縫，這樣壓力傳感器和煤層就處于同一個封閉空間內(nèi)，進而可以實現(xiàn)對其壓力的測試。
[0015]本實用新型可以對低變質(zhì)煤層游離氣含量進行測試，該裝置的合理設(shè)計具有一下優(yōu)點。
[0016](1)通過多級密封系統(tǒng)實現(xiàn)了對空間的密閉以及流體的驅(qū)趕，為測試進行提供了密閉空間。
[0017](2)控制系統(tǒng)的合理設(shè)計實現(xiàn)了對測試空間的伸縮、擴展的控制。
[0018](3)有效解決了低變質(zhì)程度煤層游離氣含量難以測試問題。
[0019]【附圖說明】。
[0020]圖1低煤階煤層游離氣含量測定裝置。
[0021]圖2未開啟時裝置圖。
[0022]圖3為圖1中的A-A截面圖。
[0023]圖4控制系統(tǒng)局部放大圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1~圖4所示，本實用新型低煤階煤層游離氣含量測定裝置包括密封系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測試系統(tǒng)和對密封系統(tǒng)、控制系統(tǒng)進行充氣的動力系統(tǒng)，動力系統(tǒng)上的高壓管線與密封系統(tǒng)、控制系統(tǒng)相連接。
[0025]密封系統(tǒng)包括固定在鋼管11外圍的相鄰的第三膨脹體28、第二膨脹體30第一膨脹體31和固定在多級外控制體25外圍的第四膨脹體19，在膨脹體上部、下部固定有環(huán)形控制板13。
[0026]第三膨脹體28、第二膨脹體30、第一膨脹體31、第四膨脹體19通過螺絲15固定在鋼管11上，并通過導(dǎo)管36連接到高壓管線10上。
[0027]導(dǎo)管36上安裝有