UCGPMF-50型石炭及び岩石層中の汚染物移動実験装置

1.概要

この装置は自然状態において、地下気化過程における石炭岩が地応力、ガス圧などの共同作用を受ける三軸三軸応力状態における石炭様の透過率をシミュレーションし、応力変化、温度変化、媒体変化などの面で石炭岩の透過性に与える影響を測定するために用いられる。

実験原理：石炭層モデルに汚染物とガスを注入し、ノード上の圧力を測定し、濃度、組成などのパラメータをサンプリングして分析し、石炭の現地気化過程における汚染物の拡散規則を研究する。

2.主な技術パラメータ

（1）作動圧力

リング圧：50Mpa

駆動圧力：40Mpa

圧力試験精度：0.1%F•S

（2）測定範囲：0.01～10mL/min

（3）動作温度：200℃、温度制御精度：±0.5℃

（4）電気 ソース：コミュニケーション380V 50HZ

（5）総 仕事 率：6KW

（6）コア規格：ф25×300㎜

3.計器の基本的な構成構造

この計器は主に注入システム、モデルシステム、計量システム、自動制御システム、データ収集と処理システムから構成される。

注入システム：注入ポンプ、中間容器、管弁部品から構成され、各種流体を一定の流量でモデル内に注入することができる。

シミュレーションシステム：岩心クランプ器、恒温箱、環圧ポンプ、復圧システムなどから構成される。

計量システム：圧力測定、温度測定、流量測定、油、水体積自動計量などを含む。

自動制御：コンピュータは注入ポンプの流量を自動的に制御し、環圧ポンプは内圧を自動的に追跡し、恒温箱は恒温を加熱するなど。

データ収集処理：各種データ収集カード、工業制御機、プリンター、収集処理ソフトウェアから構成され、適時に圧力、温度流量、油水体積などのパラメータを収集し、データに対して演算処理を行うことができる。

4.器具を構成する各部品の技術規範

（1）注入ポンプ

モデル：NP-KX-500-10、作業圧力：60Mpa、流量：0.01～10mL/minポンプは手動で操作することもコンピュータで操作することもできます。

（2）中間容器

ZR-3型中間容器 容積：1000mL、耐圧：50Mpa、マテリアル：1Cr18Ni9Ti、数3だけです。

代替メディアを格納し、バッファリングするために使用します。

ZR-3タイプハースト合金中間容器 容積：200mL/50MPa，1だけです。

（3）コアホルダ及び埋立砂モデル

クランプはコア規格を適用する：ф25×300㎜，ф25×80㎜

砂埋めモデル：ф25×500㎜，32Mpa、二測圧点

動作圧力：50Mpa、環圧：60Mpa

マテリアル:316L

（4）リング圧追跡ポンプ

DJB-80Aタイプ 動作圧力：60Mpa、コアホルダにリング方向圧力を加え、コアを密封するために使用される。

手動と電動操作、通信口を配置し、マイコン操作ができる。

（5）恒温箱

動作温度：180℃±0.5℃

作業室内の寸法：1200×800×850㎜（縦×幅×高さ）。

前後にドアを開け、照明ランプを内蔵し、ステンレス材料で作られている。

熱風循環、採用PID温度制御技術を調節し、箱内の温度が均一で、温度制御精度が高い。

ローリングキャスターを取り付けて、移動しやすいようにします。

2つの節に分けて加工した後、連結して1つになって、持ち運びに便利です。

（6）バルブ、パイプライン、継手及び流れ

採用DW3インナカード 式高圧バルブパイプ、耐圧70Mpa。

（7）計量システム

圧力計あつりょくけいりょう:圧力トランスミッタあつりょくトランスミッタDG1300-BZ-B-2-60/AA、DG1300-BZ-B-2-4/AA

測定精度0.25%F·S、岩心輸出入及び各圧力測定点の圧力測定に用い、すべての圧力はWP-C901-20-17-P圧力数値表示テーブルに表示されるか、数値表示テーブルに表示されるRS232口はコンピュータによって収集される。

温度測定：採用PT100温度測定プローブ、XMT-7512ZX-RZ温度制御器設定、温度制御、測定温度。

流量計量：天秤秤量法を用いて液体流量を計算する

天秤型番：BP423S、レンジ420g、精度0.001g

コンピュータは自動収集して流量値を計算する。

油水自動計量：液位及び電子天秤自動計量油、水体積、油、水体積値油計算機を用いて自動収集計算する。

（8）データ収集システム

採用MOXA C168H/PCI、MOXA C104H/PCIデータ収集ボードは圧力、温度、流量を適時に収集する。

（9）自動制御システム

コンピュータは以下の外部機器を自動制御することができる

（1）注入ポンプ：ポンプの通信インタフェースを通じて、コンピュータは注入流量を制御することができ、

（2）環圧追跡ポンプ：コンピュータ通過HY6160エンド子板はリング圧ポンプ及び電磁弁のスイッチを自動的に制御し、駆動置換圧力とリング圧の差圧を維持する。

図1 測量制御システムの概略図

（10）アプリケーションソフトウェアとデータ処理

ソフトウェアwindows2000/XP環境下で動作し、採用するVBプログラミング。計器の仕事の流れはインタフェースに表示され、人間と機械の対話を実現することができ、操作者はパラメータを設定すると無人を実現することができ、コンピュータはすべての圧力、流量を自動的に収集し、ポンプの運行を制御し、環圧ポンプの自動追跡を行うことができる。

コンピュータによって収集されたデータは処理されて、元のデータ・レポート、分析レポート、およびグラフを生成し、同時にデータベース・ファイル・フォーマットを生成して、ユーザーが柔軟に使用できるようにします。

コンピュータ：揚天A8000Cプリンタ：HP1160

5.主な技術的特徴

（1）装置はモジュール化設計を採用し、異なる試験要求に基づいて組み合わせを行うことができる、

（2）地層条件を模擬して高温高圧置換試験を行うことができ、

（3）重要部品は輸入部品を採用し、テストの信頼性、正確性を高める、

（4）コンピュータ自動化制御、収集、処理を実現する、

（5）環圧は注入圧力を追跡し、一定の差圧を維持する、

（6）高、低レンジ圧力トランスミッタは切り替え可能で、圧力試験精度を確保する；

（7）器具の構造が合理的で、外形が美しく、気前がよく、操作が便利で、長持ちする；

（8）選択品はそろっていて、異なる試験の必要に応じて、我が工場の異なる規格の模型を選択して購入することができて、器具を広範に各種の試験研究分野に応用させます。

6.基本的な操作

（1）岩様準備

①岩様のドリル切断：岩様をφにドリルする25または38の円柱を使用して、両端を平らに切断し、切断面を軸線に垂直にします。

岩石のドリル方法については、「SY/T5336

②岩様のオイル洗浄

油の洗い方はSY/T5336実行

③岩様の乾燥

岩様乾燥温度は60～65℃、乾燥24h後、間隔8h1回の秤量、2回の秤量の差は10mg時に、岩様の実測質量を記す。

④岩様の幾何寸法を測定する：長さ（L)、直径（D）。

⑤岩様ガス透過率測定によるSY/T5336を行います。

⑥岩サンプルは飽和油（水）を抽出し、湿潤重量を測定し、岩サンプル孔の体積を計算する。

⑦飽和した良い油（水）の岩様を油（水）に浸し、使用を待つ。

（2）プロセス準備

貯液容器、各種ポンプ内の液体が十分であることを保証し、不足している場合は添加してください。

（3）コアの取り付け

ビーカーからあらかじめ飽和していたコアを取り出し、ホルダゴムスリーブ内に入れ、ホルダプラグを取り付け、サンプルを押し上げる。

（4）加環圧密岩様

①手動加環圧

コントロールパネルの手動、自動スイッチを手動位置に打ち込み、環圧ポンプスイッチを開き、圧力値が必要になるまで加圧すると、環圧ポンプスイッチをオフにする。

②自動加環圧

コントロールパネル上の手動、自動スイッチを自動位置に打ち込み、コンピュータ実験プログラム上で、実験開始ボタンをクリックした後、コンピュータは自動的に環圧ポンプの起動と停止を制御し、そして自動的に駆動圧力を追跡し、環圧と駆動圧力の差を維持する。

（5）加温

まずパネルの恒温箱ファンスイッチを入れてから、加熱スイッチを入れて、その温度制御器に加熱したい温度を設定して、温度制御器は自動的に恒温箱の加熱を制御して、必要な温度まで恒温します。

温度制御器温度設定方法詳細は温度制御器取扱説明書を参照

加熱を停止するには、加熱スイッチをオフにするか、温度制御器の温度を環境温度より低く設定するだけです。

（6）実験評価

各種試験方法の詳細はその実験評価業界標準を参照。

7.セキュリティ

計器の安全操作は操作者の人身安全と計器の正常な使用寿命に関連し、メーカーは操作者に以下のポイントに注意するよう注意する：

（1）計器の各種計器とコンピュータは正確な電源入力を保証しなければならず、自動定圧保護装置を備えなければならない。

（2）機器各部は良好な接地を保証する。

（3）フロー管合流各部の圧力は設計圧力より高くなく、特に各種測定計器の距離より高くてはならず、ガス加圧を使用する時は特に注意しなければならない。

（4）器具のバルブは手動で操作するように設計されており、試験手順に従って試験フローの流れを事前に設計してください。どのバルブの操作ミスも試験全体の失敗を招く可能性があります。

（5）システムは高温で操作する場合、やけどをしないように断熱手袋を持っていなければならない。

8.メンテナンス

定速ポンプは定期的に洗浄する必要があり、その詳細なメンテナンスはポンプの説明書を参照してください。

電子天秤は強い振動を避け、過負荷にしてはならない。その詳細な注意事項は天秤の説明書を読んでください。

本機器に搭載されているコンピュータは機器の専用制御機であり、ソフトウェア、特に出所不明のフロッピーディスクをむやみにコピーしてはならない。コンピュータウイルスは制御とデータ収集の混乱と誤りを招く可能性がある。

器具のすべての液体と接触する部分はステンレス製で、一定の耐食性があるが、一苦労ではない。流れ管の合流部分は常に洗浄する必要があり、特に酸や他の強腐食液体を注入した後はすぐに清水で洗浄する必要がある。プロセスが長期にわたって使用されていない場合は、プロセスチューブに油を入れたり、高圧ガスで乾かしたりして、錆を防ぐことができます。

長期使用はプロセスシールの正常な破損をもたらし、シール性能に影響を与えるので、定期的に機器に耐圧試験を行い、機器に.の漏洩部分にシールを交換し、常時使用者に対してその周期3ヶ月がいいです。