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专利号: 202311120926X
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种煤储层高温氮气注入改造物理模拟方法,其特征在于,所述方法包括:

步骤一:将原煤加工为直径50mm、长100mm的柱状试样,表面打磨平整光滑;

步骤二:将柱状试样放进恒温干燥箱进行真空干燥处理,干燥温度105℃,干燥时间为

24小时;

步骤三:对整套实验装置进行气密性检查;

步骤四:确定气密性完整后装入试样,再次进行气密性检查,并对系统进行真空处理;

步骤五:设置夹持器温度压力控制器(7)温度,打开夹持器加热套(20)开关,实验期间保持打开状态;

步骤六:打开夹持器围压控制器(10),设置围压;

步骤七:打开氮气气瓶(1),向高温高压气体加热釜(2)中充入一定压力的氮气,待压力稳定后断开氮气气瓶(1);

步骤八:先设置超高温加热套(17)温度,再打开加热开关,等待釜内气体温度达到目标温度且稳定后进行下一步;

步骤九:设置管路伴热带(5)温度,且高于高温高压气体加热釜(2)内气体温度,实验过程中保持加热状态;

步骤十:设置耐高温背压阀(3)压力,即高温高压气体加热釜(2)输出压力或耐高温岩心夹持器(6)入口压力,设置出口回压阀(11)压力,即耐高温岩心夹持器(6)出口压力;

步骤十一:打开数字记录系统(15),开始采集高温高压气体加热釜(2)气体温度、耐高温岩心夹持器(6)入口和出口压力、温度、围压;

步骤十二:打开高温高压气体加热釜(2)出口开关,向耐高温岩心夹持器(6)内注入高温高压氮气,当压力稳定后,即耐高温岩心夹持器(6)内压力应从0增大到等于出口压力,关闭高温高压气体加热釜(2)气体出口;

步骤十三:当耐高温岩心夹持器(6)内压力降低且稳定后,大于0且小于设置的高温高压气体加热釜(2)出口压力,打开排水称重计量装置(14),开始记录排水称重计量装置(14)中电子天平重量变化率,然后打开耐高温岩心夹持器(6)出口阀门;

步骤十四:待电子天平重量变化率维持“0”5min后,实验结束,停止数据采集并保存;

步骤十五:关闭夹持器加热套(20)开关,设置恒压泵(13)为0,继续放空耐高温岩心夹持器(6);

步骤十六:设置夹持器围压控制器(10)为0,卸载围压,取出试样;

步骤十七:更换样品,重复步骤十到十五;

步骤十八:实验完毕后关闭加热釜加热开关、夹持器加热开关、伴热带加热开关,再关闭总电源。

2.一种煤储层高温氮气注入改造物理模拟方法,其特征在于,包括:氮气气瓶(1)、高温高压气体加热釜(2)、耐高温岩心夹持器(6);

所述氮气气瓶(1)管路连接高温高压气体加热釜(2)的进气口,所述高温高压气体加热釜(2)的出气口安装耐高温背压阀(3)后管路连接耐高温夹持器(6)流入口,所述耐高温夹持器(6)的流出口安装出口回压阀(11)后管路连接排水称重计量装置(14),所述回压阀(11)与排水称重计量装置(14)之间安装有出口压力传感器(12);

其中,所述装置还包括:加热釜温度控制箱(4)、夹持器温度压力控制器(7)和夹持器围压控制器(10);所述加热釜温度控制箱(4)控制所述高温高压气体加热釜(2),所述夹持器温度压力控制器(7)控制所述耐高温岩心夹持器(6),所述夹持器围压控制器(10)控制所述耐高温岩心夹持器(6)的围压。

3.根据权利要求2所述的一种煤储层高温氮气注入改造物理模拟方法,其特征在于,所述耐高温背压阀(3)与耐高温岩心夹持器(6)流入口之间采用高温气体传输管路连接,所述高温气体传输管路上缠绕设置管路伴热带(5)。

4.根据权利要求2所述的一种煤储层高温氮气注入改造物理模拟方法,其特征在于,所述高温高压气体加热釜(2)的外侧设置安装有超高温加热套(17),所述高温高压气体加热釜(2)的内部设置有气体温度传感器(16),所述超高温加热套(17)的表面设置有加热套温度传感器(19),所述气体温度传感器(16)和加热套温度传感器(19)电性连接加热釜温度控制箱(4)。

5.根据权利要求2所述的一种煤储层高温氮气注入改造物理模拟方法,其特征在于,所述耐高温岩心夹持器(6)的外侧设置安装有夹持器加热套(20),所述耐高温岩心夹持器(6)外壳与内部耐高温胶套(21)之间的腔体设置安装有温度传感器(8)和压力传感器(9),所述温度传感器(8)和压力传感器(9)电性连接所述夹持器温度压力控制器(7)。

6.根据权利要求2所述的一种煤储层高温氮气注入改造物理模拟方法,其特征在于,还包括:恒压泵(13);所述出口回压阀(11)配合恒压泵(13)调节出口压力。

7.根据权利要求2所述的一种煤储层高温氮气注入改造物理模拟方法,其特征在于,还包括:数字记录系统(15),所述数字记录系统(15)信号连接所述耐高温背压阀(3)、加热釜温度控制器(4)、夹持器温度压力控制器(7)、出口压力传感器(12)和排水称重计量装置(14)。