1.页岩气吸附解吸简易实验装置的实验方法,其特征在于:包括页岩气吸附解吸简易实验装置,该实验装置包括瓦斯罐(1)、页岩岩样罐(2)、恒温水箱(13)和气体称重装置,所述瓦斯罐(1)通过管道连接到页岩岩样罐(2),安装在支撑台(18)上,所述页岩岩样罐(2)固定连接在支架(5)上,整体可置于恒温水箱(13)中,通过真空泵(6)连接到气体称重装置,所述恒温水箱(13)底端设置有多个对称弹簧(14)和挂钩(15),所述弹簧(14)安装在所述恒温水箱(13)底端一周,另一端固定连接在支撑台(18),所述挂钩(15)通过支撑台(18)上固定连接的拉钩(17)连接,所述拉钩(17)连接挂钩的长度小于弹簧(14)受压力后的长度;所述页岩岩样罐(2)上设置有瓦斯压力传感器(11)和温度传感器(12),所述瓦斯压力传感器(11)和温度传感器(12)通过导线连接数据采集仪,所述数据采集仪连接有计算机;所述气体称重装置包括精密电子天平(10)和置于精密电子天平(10)上的真空瓶(9),所述精密电子天平(10)安装在支撑台(18)上,所述真空瓶(9)通过真空管道(19)连接到真空泵(6);所述真空管道(19)设置有阀门四(16)和安装在阀门四(16)前的排气支管(20),所述排气支管(20)上设置有阀门三(8);实验方法包括以下步骤:(1)选择和称量:选用页岩岩样破碎到0.20-0.25mm的颗粒,放入磨口瓶中用电子天平称量,精确到0.1mg,装入干燥器皿中并对其编号;(2)烘干:将步骤(1)中称好的页岩岩样置于真空干燥箱内,设定真空干燥箱温度为85℃,使其在真空度为13Pa以下烘干8h,烘干后放入干燥器皿中冷却;(3)装罐:将步骤(2)中冷却后的页岩岩样装入页岩岩样罐(2)中;(4)气密性检查:打开瓦斯罐(1)和页岩岩样罐(2)之间设置的阀门一(3),向页岩岩样罐(2)中充入4MPa的高压高纯瓦斯气体,使页岩岩样罐(2)处于恒温水箱(13)的水面以下,检查页岩岩样罐(2)的接头、阀门以及螺钉连接处是否有气泡,检查完毕关闭阀门一(3);(5)真空脱气:缓缓打开页岩岩样罐的排气阀(4),放完页岩岩样罐(2)中的高压高纯瓦斯后关闭排气阀(4),连接真空泵(6),将页岩岩样罐(2)放入恒温水箱中恒温水浴,将恒温水箱加热到60±0.1℃,打开阀门二(7)和排气支管(20)上的阀门三(8),关闭阀门四(16),同时开启真空泵(6)对页岩岩样罐(2)进行脱气,当真空表显示的真空度小于4Pa后,再连续抽真空至少4h,关闭真空泵(6)以及阀门二(7)和阀门三(8);(6)瓦斯吸附:a)调节恒温水箱(13)中水的温度至25±1℃,将页岩岩样罐(2)置于恒温水箱(13)中的恒温水浴;b)打开阀门一(3),向页岩岩样罐(2)通入设定压力值的定量的高纯瓦斯,从显示屏上观察罐内瓦斯压力,当压力值高于设定压力值5%时,关闭阀门一(3);c)在设定的温度下继续吸附瓦斯,页岩岩样继续吸收瓦斯后压力减小,当小于设定压力值时,再次打开阀门一(3)向页岩岩样罐(2)中通气;d)通过多次重复步骤b)和c)向页岩岩样罐补气,始终保持页岩岩样在设定的压力下吸附瓦斯,最终在气压实际值与设定值相差1%时结束补气;(7)瓦斯解吸测定:a)先将恒温水箱中恒温水浴调到设定温度20±1℃,当恒温水浴温度达到时,保持相应温度;b)打开阀门二(7)和阀门三(8),关闭阀门四(16),打开真空泵(6),迅速抽出页岩岩样罐的游离瓦斯,观察显示屏,当罐内瓦斯压力降为零时,立即关闭阀门二(7)和阀门三(8),同时关闭真空泵(6);c)第1分钟,每10s记录瓦斯压力传感器和温度传感器的数据,同时迅速打开阀门二(7)和阀门四(16),同时打开真空泵(6),然后迅速关闭阀门二(7)和阀门四(16),关闭真空泵(6),记录高精密天平的读数;d)从第2分钟开始,每1min记录瓦斯压力传感器和温度传感器的数据,同时打开阀门二(7)和阀门四(16),同时打开真空泵(6),然后迅速关闭阀门二(7)和阀门四(16),关闭真空泵(6),记录高精密天平的读数,记录到第30分钟;e)第30分钟以后,每5min读取并记录瓦斯压力传感器和温度传感器的一次数据,操作同步骤d),第60分钟以后,每10分钟读取并记录压力传感器和温度传感器的一次数据,操作同步骤d),直到第120分钟为止;(8)解吸数据的测定:气体状态方程PV=nRT,方程中P是指理想气体的压强,V是理想气体的体积,n是气体物质的量, T是表示理想气体的热力学温度,R是理想气体常数,通过步骤(7)中记录不同时间的瓦斯压力值和温度,知道了P和T,通过高精密天平记录了每次抽真空的气体的重量G,而G=mg,通过n =m/M,可把PV=nRT变为V=(GRT)/(PMg),即可以求出不同时间段页岩的脱附的体积;(9)采用(1)-(8)的步骤测定步骤(7)中温度设定为30±1℃和40±1℃时的整个过程。
2.根据权利要求1所述的页岩气吸附解吸简易实验装置的实验方法,其特征在于:所述页岩岩样罐(2)上端设置有排气阀(4)。
3.根据权利要求1所述的页岩气吸附解吸简易实验装置的实验方法,其特征在于:所述步骤(3)中将页岩岩样装入页岩岩样罐(2)中后需轻敲震平。
4.根据权利要求1所述的页岩气吸附解吸简易实验装置的实验方法,其特征在于:所述步骤(3)中采用的页岩岩样罐(2)在页岩岩样上面覆盖有薄层脱脂棉的铜网(21)。
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