技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
煤层气测试设备，特别涉及一种
煤层气解吸装置。
背景技术
[0002] 煤层气是以甲烷为主要成分、以
吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤空隙中或溶解于煤层
水中的
烃类气体。煤层气是近一二十年在国际上崛起的清洁、优质
能源和化工原料，但也是造成煤矿井下事故的主要原因之一。
[0003] 煤层气含量是指在自然条件下，单位
质量或单位体积煤体中所含有的气体量。煤层气含量是表征煤层气储层特征的关键参数之一，准确获取煤层气含量对于煤层气资源勘探开发和煤矿瓦斯灾害防治具有重要意义。
[0004] 通常对所述煤层气含量进行测量时，先将煤样装入解吸罐中，接着通过解吸测量和残余气测量分别测定解吸气含量及残余气含量，并应用数据拟合的方式得到损失气含量，最后再将三者相加得到总气含量值。但是由于装入的煤样与解吸罐的内壁之间存在空气，特别当煤样为低阶煤时，由于低阶煤热演化程度低、分子
侧链多，因而低阶煤容易和空气中的
氧气发生氧化反应，从而被氧化。若低阶煤被氧化后，则会致使煤样物理、化学性质发生一定程度变化，发热量、吸附能
力、元素分析等参数测试结果失真。因此有效防止罐内低阶煤煤样被氧化至关重要。
[0005] 为了防止罐内低阶煤煤样被氧化，2012年08月08日中国
专利说明书CN202372424U给出了一种解决方式。所述CN202372424U专利说明书中公开了一种适用于低阶煤层气含量测试的解吸罐。所述适用于低阶煤层气含量测试的解吸罐,如图1所示，其包括：一罐体1、一密封盖2、及一便携式抽气机3。其中，该罐体1内嵌设有一能收缩的内仓4，所述内仓4的开口端对应套设于所述罐体1上端的开口部；所述密封盖2扣合固定在所述罐体1的开口部，所述密封盖2上分别设有一抽气口21及一检测口22，所述抽气口21及检测口22与所述内仓4的中空部相连通，且所述抽气口21上设有一抽气
阀23，而所述检测口22上则设置一检测阀24；所述便携式抽气机3通过管线31连接于所述抽气口21的阀
门处。
[0006] 上述解吸罐在使用时，将所述内仓4套设嵌合在所述罐体1中，并通过管线31连接便携式抽气机3及抽气口21，同时将测量装置5由管线连接至检测口22，保持抽气阀23、检测阀24处于关闭状态；在所述内仓4中放置煤样6后，迅速盖上密封盖2，打开抽气阀23，使抽气口21与便携式抽气机3相连通，启动便携式抽气机3
抽取内仓4中的空气，于此同时，由于内仓4具有弹性及韧性，其随着内部自由空间的减少、气压的降低而呈向上收缩状；通过罐体1透明的
侧壁观察内仓的收缩程度，当其内部自由空间达到最小并紧紧包裹煤样时，停止抽气，并关闭抽气阀23；此后，随着煤样解吸，内仓4会被煤样解吸出来的气体慢慢撑开，随后，再按照常规解吸操作的规定，按照一定的时间间隔打开检测阀24，使检测口22与测量装置5相连通，以测量煤样解吸出的气体体积，进而完成对煤样中煤层气含量的测试。
[0007] 然而上述抽
真空减小内腔自由空间体积的方法操作速度慢，操作比较复杂，从而导致煤层气解析测试效率较低。因此，需要一种在能有效减小解吸罐内空气影响，保证煤层气解吸测试
精度的前提下，操作方便快捷的煤层气解吸装置，从而能够提高煤层气解吸的测试效率。
发明内容
[0008] 本发明的目的是提供一种煤层气解吸装置，在有效保证煤层气解吸测试精度的前提下，能够提高煤层气解吸的测试效率。
[0009] 本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
[0010] 一种煤层气解吸装置，它包括：输气源，其用于输入驱替气体，所述输气源的出气口上连接有第一管线；充气管，所述充气管通过所述第一管线与所述输气源相连通；解吸罐，其具有一内腔，所述解吸罐上还开设有连接孔和出口，所述充气管通过所述连接孔伸入所述解吸罐的内腔中并与所述解吸罐相连通，所述解吸罐的出口与外界相连通。
[0011] 在优选的实施方式中，所述解吸罐具有上部敞口的罐体和用于密封所述敞口的盖体，所述连接孔和出口分别设置在所述盖体上。
[0012] 在优选的实施方式中，所述解吸罐具有一底壁和围绕所述底壁形成的侧壁，所述充气管伸入所述解吸罐的一端接近所述底壁。
[0013] 在优选的实施方式中，所述充气管伸入所述解吸罐的一端距离所述底壁的距离在1毫米至10毫米之间。
[0014] 在优选的实施方式中，所述盖体与所述罐体之间设置有
密封件。
[0015] 在优选的实施方式中，所述罐体为圆筒状，所述盖体也为圆形，在所述罐体与所述盖体之间还设置有连接
螺纹。
[0016] 在优选的实施方式中，在所述盖体上还设置有检测口，在所述检测口上设置有压力表。
[0017] 在优选的实施方式中，所述驱替气体为氦气。
[0018] 在优选的实施方式中，所述第一管线与所述充气管连接处设置有快速接头。
[0019] 在优选的实施方式中，所述煤层气解吸装置还包括测量件，且在所述出口上设置有第二管线，所述第二管线一端与所述出口连通，另一端和测量件连通。
[0020] 本发明的特点和优点是：相对于
现有技术中的一种适用于低阶煤层气含量测试的解吸罐而言，其利用了抽真空的方式将解吸罐内壁和煤样之间空气抽走。所述抽真空的方式需要的时间至少为5分钟；而本发明所述的煤层气解吸装置，利用氦气驱替的方式并结合具体的解吸罐结构，将解吸罐和煤样之间空气的空气驱替走。本发明驱替大约需要10秒钟，在较短的时间内驱替所述解吸罐内自由空间体积中空气，从而能够保证煤层气解吸测试精度的前提下，能够提高煤层气解吸的测试效率。
附图说明
[0021] 图1是现有技术中一种适用于低阶煤层气含量测试的解吸罐；
[0022] 图2是本发明
实施例中一种煤层气解吸装置剖视图；
[0023] 图3是本发明实施例中一种煤层气解吸装置罐体剖示图；
[0024] 图4是本发明实施例中一种煤层气解吸装置盖体结构示意图。
具体实施方式
[0025] 下面将结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的
修改均落入本
申请所附
权利要求所限定的范围内。
[0026] 本发明公开了一种煤层气解吸装置，在有效保证煤层气解吸测试精度的前提下，能够提高煤层气解吸的测试效率。
[0027] 如图2所示，为本发明实施例中一种煤层气解吸装置的剖视图，所述煤层气解吸装置包括：输气源6、解吸罐7。
[0028] 其中所述输气源6包括：供气瓶60，阀门61，第一管线62。
[0029] 所述供气瓶60能够提供用于驱替解吸罐7内壁和煤样之间空气的气体。所述供气瓶60内提供的气体可以是性能稳定且能够和空气分离的气体，例如可以是惰性气体，特别是惰性气体中的氦气。由于氦气为目前已知的惰性气体中相对分子质量最小的气体，其相对分子质量小于空气以及煤样中解吸出的甲烷等烃类气体，因此将其用于驱替解吸罐7和煤样之间的空气时，较为容易将空气驱替出；另外当煤样解吸出来的甲烷等烃类气体中含有氦气时，其也很容易与解吸出来的气体相分离。
[0030] 所述阀门61为供气瓶60的
开关，当所述阀门61处于打开状态时，所述供气瓶60向所述解吸罐7内供气；当所述阀门61处于关闭状态时，所述供气瓶60停止向所述解吸罐7内供气。所述阀门61上连接有第一管线62，用于将供气瓶60和所述解吸罐7连通。所述第一管线62一端与所述阀门61连接，另一端与解吸罐7相连接。
[0031] 所述解吸罐7包括：罐体71、盖体72。
[0032] 所述罐体71为一端敞口的容器，用于放置煤样。如图3所示，所述罐体71设置有底壁711和围着所述底壁711而形成的侧壁712，在所述罐体71敞口端713设置有用于密封所述罐体71的盖体72。所述罐体71可为圆筒状，所述盖体72也可相应为圆形，在所述罐体71与所述盖体72
接触的侧壁712上还可以设置有螺纹714。通过增加
螺纹连接的方式，加固罐体71和盖体72之间连接的牢固性。
[0033] 所述盖体72与所述罐体71接触的
位置还可以设置有密封件73。所述密封件73可以为
橡胶密封圈，当所述罐体71为圆筒状，所述盖体72相应为圆形时，所述密封件73可以为O型密封圈。
[0034] 如图4所示，在所述盖体72上分别设置有连接孔721、出口722。
[0035] 所述连接孔721处设置有充气管74。所述充气管74为沿着纵向延伸的细长管，其穿过所述连接孔721，一端设置有接头741，另一端伸入所述罐体71内部，且接近所述罐体71的底壁711。例如，所述充气管74位于所述罐体7内的一端距离所述底壁712的距离可为1毫米至10毫米。当用于驱替的气体为氦气时，氦气的相对分子质量小于空气，因此当所述充气管74的一端接近所述罐体71的底壁711时，更有利于氦气将所述罐体71和煤样之间的空气向上驱替出去。所述接头741可以为快速接头，其不需要辅助工具就能实现管线连通或断开，连接或拆卸时省时方便且连接可靠。当所述接头741为快速接头时，在所述第一管线62用于和解吸罐7连接的一端设置与所述接头741相匹配的对接接头。
[0036] 所述出口722为气体的流出口。所述出口722的位置位于远离所述连接孔721的盖体72上，从而有利于将所述罐体71和煤样之间的空气更彻底地驱替出去。所述出口722上设置有第二管线81。所述第二管线81一端与所述出口722连接，另一端和测量件8连接。当所述出口722驱替出来的空气从出口722出来时，可以通过第二管线81进入测量件8内。在所述出口722和第二管线81连接方式可以为设置快速接头的方式，其不需要辅助工具就能实现管线连通或断开，连接或拆卸时省时方便且连接可靠。
[0037] 在所述盖体72上还可以设置有检测口723，所述检测口723可用于安装压力表75。
[0038] 所述压力表75，用于测量罐体71内部气体的压力。当对解吸罐7的罐体71内部充气时，需要保持预定的压力。所述压力数值范围在0.05兆帕至0.1兆帕之间。
[0039] 本发明所述的煤层气解吸装置还可以包括测量件8，所述测量件8的形式可以为量筒。所述测量件8通过所述第二管线81和所述出口722连接。当解吸罐7内壁和煤样之间空气的气体被驱替出去后，用于测量煤样解吸出的气体。
[0040] 本发明所述的煤层气解吸装置在使用时，方法如下：
[0041] 先打开盖体72，在罐体71内装好煤样后，将盖体72与所述罐体71密封；接着将第一管线62和连接孔721连通，将第二管线62和测量件8连通；然后打开阀门61，对解吸罐7的罐体71内部充气；充气压力保持0.05至0.1兆帕，充气时间达10秒左右即可停止充气，此时解吸罐7内壁和煤样之间空气的气体就可被驱替出去；将第一管线62与连接孔721分离；继续记录测量件8测量得到的体积。
[0042] 相对于现有技术中的一种适用于低阶煤层气含量测试的解吸罐而言，其利用了抽真空的方式将解吸罐内壁和煤样之间空气抽走。所述抽真空的方式需要的时间至少为5分钟；而本发明所述的煤层气解吸装置，利用氦气驱替的方式并结合具体的解吸罐结构，将将解吸罐7内壁和煤样之间空气的空气驱替走。所述驱替的方式需要的时间约10秒钟，在较短的时间内驱替所述解吸罐7内自由空间体积中空气，从而能够保证煤层气解吸测试精度的前提下，能够提高煤层气解吸的测试效率。
[0043] 以上所述仅为本发明的几个实施例，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。
