4、壓力傳感器I，3_5、夾持器，3_6、環(huán)形空間；4、參照缸，4-1、壓力傳感器II ;5、恒溫空氣??；6、抽真空系統(tǒng)，6-1、真空泵，6-2、真空容器，6-3、真空表，6-4a?6-4c、閥門；7、氣體樣品采集系統(tǒng)，7_1、氣相色譜儀，7_2、氣液分離容器，7-3、調(diào)壓閥IV，7-4a?7_4c、閥門，7_5、氣體流量計(jì)IV ;8、環(huán)壓跟蹤與測(cè)量系統(tǒng)，8_1、環(huán)壓跟蹤泵，8-2、回壓緩沖容器，8-3、回壓閥，8-4、高精度電子天平，8-5、燒杯，8-6a、壓力傳感器III，8-6b、壓力傳感器IV，8-6c、壓力傳感器V，8-7a、雙向閥I，8_7b、雙向閥II，8_8a、8_8b、闊門。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]如圖1所示為本發(fā)明所使用的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，試驗(yàn)裝置包括:
[0025]樣品室3，該裝置的反應(yīng)室，用于裝入試樣及模擬地層高溫、高壓、密封環(huán)境，遇熱可徑向上自由形變，不阻礙煤巖形變；
[0026]參照缸4，用于標(biāo)定樣品室容積，以得到精確檢測(cè)數(shù)據(jù)；
[0027]超臨界二氧化碳生成與注入系統(tǒng)1，用于生成超臨界二氧化碳，并且將超臨界二氧化碳注入到樣品室3和參照缸4中；
[0028]加壓系統(tǒng)2，用于向樣品室3和參照缸4中注入試驗(yàn)用氣體，且可調(diào)節(jié)樣品室3和參照缸4中的壓力；
[0029]恒溫系統(tǒng)，用于為樣品室3和參照缸4提供高溫環(huán)境并且在試驗(yàn)過(guò)程中保持恒溫，其溫度可調(diào)整；
[0030]抽真空系統(tǒng)6，與樣品室3連接，用于排空樣品室3和參照缸4內(nèi)的氣體；
[0031]氣體樣品采集系統(tǒng)7，與樣品室3連接，用于收集試驗(yàn)中與試驗(yàn)后的氣體，進(jìn)行冷凝、降壓、氣液分離、氣體組分測(cè)量等操作；
[0032]環(huán)壓跟蹤與測(cè)量系統(tǒng)8，用于為樣品室3提供環(huán)壓以保護(hù)樣品室3 ;
[0033]電氣控制及監(jiān)控系統(tǒng)，用于對(duì)試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)采集、顯示及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0034]所述的樣品室3包括熱縮管3-1、墊塊3_2a、0型圈3_2b、型煤墊片3_3、壓力傳感器13-4以及夾持器3-5，樣品室3由夾持器3-5固定于恒溫系統(tǒng)內(nèi)，熱縮管3_1兩端采用墊塊3-2a和O型圈3-2b密封，型煤墊片3_3有一定目數(shù)的孔，放置于熱縮管3_1內(nèi)隔開(kāi)相鄰的兩段煤樣，放置時(shí)，型煤墊片3-3的軸線與熱縮管3-1的軸線重合，壓力傳感器13-4與熱縮管3-1連接，熱縮管3-1外設(shè)有環(huán)形空間3-6 ;樣品室3內(nèi)的最高工作壓力可達(dá)25MPa，最高工作溫度可達(dá)150°C，使得試驗(yàn)過(guò)程中樣品室3能夠滿足模擬不同深部煤層的壓力和溫度的需要；熱縮管3-1用于放煤巖樣品，遇熱可在徑向發(fā)生自由形變且不阻礙煤巖形變，本試驗(yàn)所使用的熱縮管3-1的內(nèi)徑為50mm、長(zhǎng)度為1000 ± 10mm，軸向與徑向的長(zhǎng)度比為20:I ;相鄰兩段煤樣之間放置的型煤墊片3-3可以使氣體快速充滿整個(gè)熱縮管3-1空間，墊塊3-2a和O型圈3-2b用來(lái)密封熱縮管3_1，壓力傳感器13-4用于測(cè)量熱縮管3_1內(nèi)的壓力以用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，熱縮管3-1外的環(huán)形空間3-6中可注入硅油給熱縮管3-1增加圍壓；
[0035]所述的參照缸4上連接有壓力傳感器114-1，與樣品室3之間連通；參照缸4用于標(biāo)定樣品室容積，以得到精確檢測(cè)數(shù)據(jù)；采用耐高壓不銹鋼罐做為參照缸4，以保證在試驗(yàn)要求的大溫差范圍、超高壓強(qiáng)條件下缸體仍具有良好的密封性；樣品室3和參照缸4保壓過(guò)程中，管路和容器密封圈無(wú)泄漏時(shí)，壓力波動(dòng)范圍在0.05MPa以下，溫度波動(dòng)在0.5°C以內(nèi)，使樣品室3的壓力和溫度環(huán)境穩(wěn)定，保證試驗(yàn)的精度；
[0036]所述的恒溫系統(tǒng)為恒溫空氣浴5，恒溫空氣浴5包裹整個(gè)樣品室3和參照缸4 ;試驗(yàn)過(guò)程中恒溫空氣浴5將樣品室3和參照缸4加熱至設(shè)定溫度后保持恒溫，試驗(yàn)結(jié)束后，依靠空氣對(duì)流實(shí)現(xiàn)冷卻；
[0037]所述的超臨界二氧化碳生成與注入系統(tǒng)I包括高壓二氧化碳?xì)馄?-1、制冷系統(tǒng)1-2、二氧化碳泵1-3、注入泵1-4、活塞容器1-5、加熱系統(tǒng)1-6和多個(gè)控制氣體進(jìn)出的閥門l-8a?l-8c、l-8e、l-8f、l-8h，高壓二氧化碳?xì)馄?-1與制冷系統(tǒng)1-2的進(jìn)氣口連接，制冷系統(tǒng)1-2的出氣口與二氧化碳泵1-3的進(jìn)氣口連接，活塞容器1-5的一端與二氧化碳泵1-3的出氣口、樣品室3的進(jìn)氣口和參照缸4的進(jìn)氣口連接，另一端與注入泵1-4連接，加熱系統(tǒng)1-6包裹在活塞容器1-5外；高壓二氧化碳?xì)馄?-1向裝置提供氣態(tài)二氧化碳，由閥門l-8a控制氣體供給，經(jīng)制冷系統(tǒng)1-2冷卻后的液態(tài)二氧化碳由二氧化碳泵1-3泵注至與之連接的活塞容器1-5內(nèi)，由閥門l_8b和閥門l-8e控制液態(tài)二氧化碳供給，加熱系統(tǒng)1_6對(duì)活塞容器1-5中的液態(tài)二氧化碳加熱形成超臨界二氧化碳，閥門l_8c控制注入泵1-4與活塞容器1-5的連接，注入泵1-4為活塞容器1-5提供動(dòng)力，將超臨界二氧化碳注入到樣品室3和參照缸4中，注入管路上的閥門l_8f和閥門l_8h控制二氧化碳供給；
[0038]所述的加壓系統(tǒng)2包括氦氣高壓氣瓶2-la、甲烷高壓氣瓶2_lb、混合氣體高壓氣瓶2-lc、空壓機(jī)2-2、氣體增壓泵2-3、電磁閥2-4、和多個(gè)控制氣體進(jìn)出的閥門2_8a?2_8i，氦氣高壓氣瓶2-la、甲烷高壓氣瓶2-lb和混合氣體高壓氣瓶2_lc與氣體增壓泵2_3連接，氣體增壓泵2-3和空壓機(jī)2-2之間安裝有電磁閥2-4，氣體增壓泵2-3出氣口通過(guò)管路與樣品室3和參照缸4連接；氦氣高壓氣瓶2-la、甲烷高壓氣瓶2-lb和混合氣體高壓氣瓶2-lc分別向裝置提供氦氣、甲烷和混合氣體，由設(shè)在高壓氣瓶出口處的閥門2-8a?2-8c控制氣體供給，在閥門2-8a?2-8c和氣體增壓泵2_3之間的管路上有閥門2_8e，控制氣體供給，保證系統(tǒng)安全，氣體增壓泵2-3為氣體增壓，并向樣品室3和參照缸4提供高壓氣體，電磁閥2-4控制空壓機(jī)2-2向氣體增壓泵2-3提供動(dòng)力，由管路中的2-8f、2-8g、2-8h、2-8i控制氣體增壓泵2-3向樣品室3和參照缸4的供氣，其中，閥門2-8f設(shè)在氣體增壓泵2-3出口處的管路上，閥門2-8h設(shè)在參照缸4入口處的管路上，閥門2-8i設(shè)在樣品室3入口處的閥門上，閥門2-8g設(shè)在加壓系統(tǒng)2與樣品室3和參照缸4連接的總管路上，若關(guān)閉閥門2_8g，則氦氣高壓氣瓶2-la、甲烷高壓氣瓶2-lb和混合氣體高壓氣瓶2_lc中的氣體都不能注入到樣品室3和參照缸4中，閥門2-8d設(shè)在氦氣高壓氣瓶2-la、甲烷高壓氣瓶2-lb、混合氣體高壓氣瓶2-lc與樣品室3和參照缸4連接的總管路上，若關(guān)閉閥門2-8d，則未經(jīng)氣體增壓泵2-3升壓的氦氣高壓氣瓶2-la、甲烷高壓氣瓶2-lb和混合氣體高壓氣瓶2_lc中的氣體都不能注入到樣品室3和參照缸4中；
[0039]所述的抽真空系統(tǒng)6包括真空泵6-1，真空泵6-1和樣品室3連接且其連接管路上設(shè)有控制管路閉合和開(kāi)啟的閥門6-4c，真空泵6-1用于排空整個(gè)試驗(yàn)裝置中的空氣，使得試驗(yàn)裝置內(nèi)盡可能達(dá)到真空的狀態(tài)，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性；
[0040]所述的氣體樣品采集系統(tǒng)7包括氣相色譜儀7-1、氣液分離容器7-2和調(diào)壓閥IV7-3，氣相色譜儀7-1與氣液分離容器7-2連接且連接管路上設(shè)有閥門7-4c，調(diào)壓閥IV7-3 一端與樣品室3連接，另一端與氣液分離容器7-2連接且連接管路上設(shè)有閥門7-4a，氣液分離容器7-2上還設(shè)有閥門7-4b ;從樣品室3流出的氣體樣品經(jīng)調(diào)壓閥IV7-3減小壓力后，經(jīng)過(guò)控制管路閉合和開(kāi)啟的閥門7-4a后進(jìn)入氣液分離容器7-2中進(jìn)行氣液分離，經(jīng)氣液分離后的液體留在氣液分離容器7-2，氣體既可由氣液分離容器7-2上部的閥門7-4b流出，也可以經(jīng)過(guò)控制管路閉合和開(kāi)啟的閥門7-4c后流入到氣相色譜儀7-1中進(jìn)行氣體成分檢測(cè)；
[0041]所述的環(huán)壓跟蹤與測(cè)量系統(tǒng)8包括環(huán)壓跟蹤泵8-1、回壓緩沖容器8-2、回壓閥8-3、高精度電子天平8-4、燒杯8-5和壓力傳感器III8-6a，環(huán)壓跟蹤泵8_1通過(guò)管路與樣品室3的環(huán)行空間3-6連接且連接管路上設(shè)有壓力傳感器III8-6a，在環(huán)壓跟蹤泵8_1和壓力傳感器III8_6a之間的管路上設(shè)有雙向閥I8-7a，回壓緩沖容器8-2與環(huán)壓跟蹤泵8_1連接且連接管路上設(shè)有雙向閥II8-7b，回壓閥8-3 —端與環(huán)行空間3-6連接且連接管路上設(shè)有閥門8-8b，另一端與回壓緩沖容器8-2連接且連接管路上設(shè)有支路，高精度電子天平8-4和燒杯8-5放置于支路出口處，閥門8-8a設(shè)在與環(huán)形空間3_6連接管路的出口處；環(huán)壓跟蹤泵8-1用于向環(huán)形空間3-6中注入硅油并控制回壓閥8-3閉合與開(kāi)啟，壓力傳感器III8-6a反饋環(huán)形空間3-6中的壓力，由雙向閥I8_7a控制環(huán)壓跟蹤泵8_1和環(huán)形空間3_6之間管路的閉合與開(kāi)啟，回壓緩沖容器8-2能夠確保環(huán)形空間3-6中的流體平穩(wěn)流出，由雙向閥II8-7b控制回壓緩沖容器8-2和環(huán)壓跟蹤泵8-1之間管路的閉合與開(kāi)啟，回壓時(shí)，經(jīng)回壓閥8-3流出的液