一种模拟煤体中气液两相流的渗透试验装置的制作方法

1.本发明属于模拟渗透试验技术领域，尤其涉及一种模拟煤体中气液两相流的渗透试验装置。


背景技术：

2.目前，由于我国煤层气藏普遍存在低压、低渗与低含气饱和度的特点，因此煤层气井开发普遍存在单井产量低、经济效益差的情况。如果只采用抽排煤层中的地层水来降低煤层压力的方法，使煤层中吸附的甲烷气体释放出来，而不采取任何增产措施，不仅会使煤层气单井产量较低，而且煤层气开发井将失去开采的价值。为了开采煤层，煤体渗透试验发挥着关键性的作用。渗透试验是利用一些试验器具测定岩土的渗透系数的试验,分为室内试验和野外测定试验两大类。渗透试验分为室内试验和野外测定试验两大类。在实验室中测定渗透系数k的仪器种类和试验方法很多，但从试验原理上大体可分为"常水头法" 和"变水头法"两种。野外进行的渗透试验又叫渗水试验(infiltration test)，一般采用试坑渗水试验，是野外测定包气带松散层和岩层渗透系数的简易方法。试坑渗水试验常采用的是试坑法、单环法、和双环法。但是现有技术中模拟煤体中气液两相流的渗透试验设备在使用过程中，不能快速准确对试验数据进行处理，降低了煤炭开采的安全性和可靠性。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中模拟煤体中气液两相流的渗透试验设备在使用过程中，不能快速准确对试验数据进行处理，降低了煤炭开采的安全性和可靠性。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种模拟煤体中气液两相流的渗透试验装置。
5.本发明是这样实现的，一种模拟煤体中气液两相流的渗透试验装置，所述模拟煤体中气液两相流的渗透试验装置设置有气罐和水箱；气罐上安装有气泵，气泵通过气管与气体流速采集模块连接，气体流速采集模块通过气管与煤样处理检测模块连接；
6.水箱上设置有水泵，水泵通过气管与水流速采集模块连接，水流速采集模块通过管道与煤样处理检测模块连接；
7.煤样处理检测模块与中央控制处理模块连接，中央控制处理模块与通信模块连接，通信模块与云服务器连接；气体流速采集模块和水流速采集模块分别与中央控制处理模块连接；
8.煤样处理检测模块内部设置有：
9.压强调节模块，通过抽气泵改变煤样密封放置箱中的压强；
10.压强检测模块，通过在煤样密封放置箱中安装压力传感器，用以检测煤样密封放置箱中的压强变化；
11.煤样饱和度检测模块，通过流体饱和度检测仪测定煤样中流体的饱和度。
12.进一步，所述中央控制处理模块设置有：
13.数据分析模块，通过数据分析程序对煤体中气液两相流的渗透试验获取的数据进行分析；
14.数据聚类模块，通过数据聚类算法对模拟煤体中气液两相流的渗透试验进行分类储存；
15.数据融合模块，通过数据融合算法对获取的数据进行融合处理。
16.进一步，所述煤样处理检测模块设置有壳体，壳体内部安装有传感器安装座，壳体中间位置安装有煤样安装架。
17.进一步，所述煤样安装架设置有底座，底座上侧安装有侧边支撑架；侧边支撑架上侧安装有上侧面板，上侧面板通过螺纹孔旋接有螺纹杆。
18.进一步，所述螺纹杆上侧安装有旋钮，旋钮上设置有防滑纹。
19.进一步，所述螺纹杆下端安装有按压板，按压板下端面设置有防滑凹凸点。
20.进一步，所述壳体右侧安装有抽气泵和流体饱和度检测仪。
21.进一步，所述传感器安装座设置有安装底板，安装底板上侧安装有传感器安装架。
22.进一步，所述传感器安装架上侧安装有支撑板，支撑板上侧安装有固定卡座，固定卡座通过螺钉与开合卡座连接。
23.进一步，所述固定卡座与开合卡座之间形成安装卡孔。
24.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明中煤样处理检测模块与中央控制处理模块连接，中央控制处理模块与通信模块连接，通信模块与云服务器连接，可以提高数据处理的速度和准确率，有效对模拟煤体中气液两相流的渗透试验数据进行处理。同时气体流速采集模块和水流速采集模块分别与中央控制处理模块连接，中央控制处理模块分别与气泵和水泵连接，可以实时对气体和流体的流速进行控制，提高试验的效果。本发明将压强调节模块、压强检测模块和煤样饱和度检测模块集成在煤样处理检测模块内部，提高煤样检测的效率，减少了检测的时间。
附图说明
25.图1是本发明实施例提供的模拟煤体中气液两相流的渗透试验装置结构示意图。
26.图2是本发明实施例提供的煤样处理检测模块结构示意图。
27.图3是本发明实施例提供的中央控制处理模块结构示意图。
28.图4是本发明实施例提供的煤样处理检测模块内部结构示意图。
29.图5是本发明实施例提供的煤样安装架结构示意图。
30.图6是本发明实施例提供的传感器安装座结构示意图。
31.图中：1、气罐；2、气泵；3、气体流速采集模块；4、水箱；5、水泵；6、水流速采集模块；7、煤样处理检测模块；8、中央控制处理模块；9、通信模块； 10、云服务器；11、压强调节模块；12、压强检测模块；13、煤样饱和度检测模块；14、数据分析模块；15、数据聚类模块；16、数据融合模块；17、壳体； 18、煤样安装架；19、流体饱和度检测仪；20、抽气泵；21、传感器安装座； 22、底座；23、侧边支撑架；24、按压板；25、上侧面板；26、螺纹杆；27、旋钮；28、安装底板；29、传感器安装架；30、固定卡座；31、安装卡孔；32、螺钉；33、开合卡座。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种模拟煤体中气液两相流的渗透试验装置，下面结合附图对本发明作详细的描述。
34.如图1所示，本发明实施例提供的模拟煤体中气液两相流的渗透试验装置设置有气罐1上安装有气泵2，气泵2通过气管与气体流速采集模块3连接，气体流速采集模块通过气管与煤样处理检测模块7连接；水箱4上设置有水泵5，水泵5通过气管与水流速采集模块6连接，水流速采集模块6通过管道与煤样处理检测模块7连接；煤样处理检测模块7与中央控制处理模块8连接，中央控制处理模块8与通信模块9连接，通信模块9与云服务器10连接，气体流速采集模块3和水流速采集模块6分别与中央控制处理模块8连接，中央控制处理模块8分别与气泵2和水泵5连接。
35.气泵2将气体输送到煤样处理检测模块7中，水泵5将水输送到煤样处理检测模块7中。气体流速采集模块3检测气体流速，水流速采集模块6检测水体流速，并将数据传递到中央控制处理模块8中，中央控制处理模块8控制气泵2和水泵5输送的速度，一定的测试速率注入测试煤样中，直至建立平衡为止，测定煤样中流体的饱和度。
36.如图2所示，本发明实施例提供的煤样处理检测模块7内部设置有：
37.压强调节模块11，通过抽气泵改变煤样密封放置箱中的压强；
38.压强检测模块12，通过在煤样密封放置箱中安装压力传感器，用以检测煤样密封放置箱中的压强变化。
39.煤样饱和度检测模块13，通过流体饱和度检测仪测定煤样中流体的饱和度。
40.如图3所示，本发明实施例提供的中央控制处理模块8设置有：
41.数据分析模块14，通过数据分析程序对煤体中气液两相流的渗透试验获取的数据进行分析。
42.数据聚类模块15，通过数据聚类算法对模拟煤体中气液两相流的渗透试验进行分类储存。
43.数据融合模块16，通过数据融合算法对获取的数据进行融合处理。
44.如图4所示，本发明中煤样处理检测模块7设置有壳体17，壳体17内部安装有传感器安装座21，壳体17中间位置安装有煤样安装架18；壳体17右侧安装有抽气泵20和流体饱和度检测仪19。
45.如图5所示，煤样安装架18设置有底座22，底座22上侧安装有侧边支撑架23；侧边支撑架23上侧安装有上侧面板25，上侧面板25通过螺纹孔旋接有螺纹杆26，螺纹杆26上侧安装有旋钮27，旋钮27上设置有防滑纹，螺纹杆26 下端安装有按压板24，按压板24下端面设置有防滑凹凸点。
46.如图6所示，传感器安装座21设置有安装底板28，安装底板28上侧安装有传感器安装架29，传感器安装架29上侧安装有支撑板，支撑板上侧安装有固定卡座30，固定卡座30通过螺钉32与开合卡座33连接。固定卡座30与开合卡座33之间形成安装卡孔31。
47.本发明的工作原理为：气泵2将气体输送到煤样处理检测模块7中，水泵5 将水输
送到煤样处理检测模块7中。气体流速采集模块3检测气体流速，水流速采集模块6检测水体流速，并将数据传递到中央控制处理模块8中，中央控制处理模块8控制气泵2和水泵5输送的速度，一定的测试速率注入测试煤样中，直至建立平衡为止，测定煤样中流体的饱和度。
48.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。