存储式高温高压钻孔测温仪的研制与应用

为解决大于200℃高温环境下的测温难题,为高温地热和干热岩资源勘查提供技术支撑,利用铂电阻测温技术和真空绝热保温技术研发了存储式高温高压钻孔测温仪。存储式高温高压钻孔测温仪采用精密铂电阻温度传感器作为测量元件,具有技术成熟、性能稳定的特点。利用大容量高温锂电池供电,温度测量数据采用定时自动采集、存储的方式获取。仪器不需要测井电缆,一般采用钢丝绳绞车进行下放和提升,操作简单。仪器硬件部分主要包括承压管、保温管和测量探管。仪器配套的测量软件主要功能包括仪器时间的校正、测量时的记时以及测温数据的处理。该仪器设计适用工作环境温度为300℃,耐水压100 MPa,主要用于高温高压环境下的钻孔测温。在广东惠州惠热1井和青海共和GH-01井进行了实测应用,满足目前钻遇到的孔底温度的测温要求。     

钻孔温度的测量方法

目前钻孔测温常用的仪器有最高温度计、电阻温度计、电子温度计等。最高温度计由于精度差、压力等外界条件影响较大,在地热测量中一般不采用。电子温度计是近几年来开始广泛应用的测温仪器,     

分布式光纤传感测温技术在煤矿的应用研究

基于煤矿传统测温技术的不足,阐述了分布式光纤测温系统监测采煤工作面温度的工作原理:光的散射以及光谱分析,分析了测温系统的合理安装位置,并在王楼煤矿27304采煤工作面进行现场试验.试验结果表明:分布式光纤传感测温技术可实时监测采煤工作面温度,且实现综合监测预警,为遏制煤矿采煤工作面发火提出了一种新的方法.     

鄂尔多斯浅层煤矿煤火区探测方法

在鄂尔多斯某露天煤矿的煤火勘察中,首先依托某矿区进行了电法、磁法、放射性、测温等多种方法的探测试验。结合岩石参数研究、地面煤火调查和工程控制资料,对试验方法的探测效果进行了评价筛选。结论是,采用红外测温探测煤火区、采用磁法探测在燃煤火区。     

煤矿压风机智能温度监测报警仪的设计

介绍了一种能够对煤矿压风机中的多点温度进行监测及报警的智能化仪器,通过对各点温度分时测量,获取各点温度信息,温度超过设定的上限值时能够进行声光报警。其上限值可以由用户自由设定。该仪器测温范围宽,适用范围广,安装和使用非常方便。     

矿井红外热成像远距离测温误差分析与精确测温方法

为实时监测煤矿井下高温热源,及时发现矿井火灾并报警,分析了矿井红外热成像远距离测温误差,提出了矿井红外热成像远距离精确测温方法,并通过了试验验证。建立了热成像仪接收的单波辐射照度与图像灰度之间的函数关系,得到了热成像仪的辐射测温公式;通过对矿井空气中主要成分的体积分数和红外吸收强度的分析,确立了影响矿井红外热成像远距离测温精度的环境参数,分析了辐射路径中水蒸气、CO₂、SO₂和CH₄吸收、粉尘散射对红外测温精度的影响;结合测量环境条件,对矿井空气透过率进行实时修正,并根据水蒸气、CO₂、SO₂、CH₄的吸收衰减和粉尘的散射衰减,构建了矿井空气总透过率与辐射测温距离的衰减模型;结合热成像仪的辐射测温公式、热成像仪接收的单波辐射照度与图像灰度之间的函数关系和矿井气体和粉尘的衰减模型,提出了红外热成像的远距离精确测温方法,并进行了试验验证。结果表明：提出的精确测温方法测得的物体温度比辐射温度更接近于物体真实温度;目标表面温度变化对测温精度的影响较小,测温路径中的...     

基于拉曼散射的分布式光纤测温主机设计与应用

介绍了一种适用于温度缓变场合的分布式光纤测温主机的设计方案,该方案基于拉曼散射原理,采用波分复用、时分复用和空分复用技术进行设计,适用于温度缓变环境。试验结果表明,采用该分布式光纤测温主机能够准确快速地对温度进行监测和预警。     

煤堆测温系统设计

针对煤炭测温的需求介绍了热电偶、热电阻、光纤3种应用广泛的测温方法的测温原理、测温范围及适用场所,对其优缺点进行比较,设计了光纤测温系统的软硬件。认为光纤测温是煤场测温的发展趋势,是预防煤堆自燃的有力保障。     

光纤测温技术在渗漏监测中的试验研究

基坑和水坝等工程发生渗漏会带来极大的安全隐患,渗漏引起工程破坏是一个缓慢变化的过程,需要长期的实时监测。对温度变化进行监测是研究渗漏的有效手段,分布式光纤测温能监测整个监测区域的温度变化,克服了传统的测温手段只能获得分散点的温度信息的缺点。在新疆乌鲁木齐河的河床上采用分布式光纤测温的方式监测注水后不同土层的温度变化情况,该试验表明分布式光纤测温是一种理想的渗漏监测手段。     

煤堆测温技术研究进展

针对地面煤堆随着储存量和储存时间的增加自燃现象日趋严重的问题,采用测温技术防治煤堆自燃已成为必要手段,首先论述了现行直接和间接煤堆测温方法及其原理,然后对常用的简易煤堆测温装置及复合式煤堆测温装置进行了介绍,并对其结构原理、优缺点及应用范围进行了分析比较。结果表明:无线测温和光纤测温技术是目前煤堆测温研究的热点,测温装置的精确化、复合化和自动化是其发展趋势,开发基于新机理的煤堆测温仪器是新的发展方向。     

灰化温度对准东煤灰组分分析的影响

采用等离子低温灰化法和国标缓慢灰化法,在灰化终温T200,500和815℃下,分别制备了3种准东煤的灰样,使用XRF,TG-DSC和XRD分析比较了灰化温度对灰组分分析的影响。实验发现,准东煤中Al,Si,Ti等在灰化过程中基本无释放,Na/Ca/Mg在500℃时有少量释放,在815℃时大量释放。中温灰与低温灰的矿物组分相似,主要区别是低温灰中的高岭石在中温灰中转变成了偏高岭石。低温灰中仍有部分未充分氧化的有机质。而高温灰与中、低温灰相比有明显差异。准东煤灰成分分析不宜采用现有国标中的缓慢灰化方法,而应使用等离子低温灰化法或者采用灰化终温不超过500℃的缓慢灰化法。     

基于DEM的煤火自燃温度反演算法研究

为了研究乌达煤矿煤火特征的分布及变化,采用3种不同的遥感反演温度算法(单窗算法、单通道算法、Artis算法),并通过阈值分割法提取2005年的乌达煤田火区温度,与叠加的实测煤火矢量图进行对比分析。结果表明,提取的温度异常区域与直接采用星上亮度温度图提取区域基本相同,其中Artis算法重叠度最低,单窗算法和单通道算法重叠度相同,而直接用星上亮度温度重叠度最高。通过比对分析该地区的地表覆盖类型和数字高程模型(DEM),发现乌达煤矿出现的北部高温异常和中部低温异常与地表覆盖类型和地形变化相关,在南部受干扰较小的区域与实测区重叠度达60%以上。选择该地区11号煤火区为研究区域,对比2005—2012年的煤火时空变化,结果表明2005—2010年的煤火温度异常的范围表现为波动的变化,2010年后的煤火范围缩小,煤火得到一定控制,未发生明显反复。     

煤低温氧化过程气体产物变化规律研究

利用自制煤氧化装置,对褐煤、烟煤和无烟煤进行低温氧化实验,结果表明,不同煤样,低温氧化产生的气体及温度不同,气体的生成量与氧化温度呈指数关系,其相关性很好;揭示了煤的低温氧化过程气体浓度与温度变化特征,提出多标志气体进行煤自燃早期预测预报。     

突出危险工作面煤体温度变化的研究

针对某矿煤与瓦斯突出灾害预测指标研究不足的问题,利用自行研制的温度传感器装置,对某煤矿突出危险煤层的煤体温度变化进行了现场观测,并与传统的钻屑指标法预测煤与瓦斯突出危险性相结合,分析探讨了突出煤层煤体温度变化的规律,为今后利用煤体温度变化进行突出危险性的预测预报提供了依据。     

低阶不黏炼焦煤低温氧化及动力学研究

基于恒温法在富氧条件下对低阶不黏煤进行氧化,采用官能团定量分析和红外光谱技术研究了低价不黏煤的低温氧化程度与煤粒度、氧化时间和氧化温度之间的关系;采用热重分析法研究了低阶不黏煤的氧化动力学过程。结果表明,随低阶不黏煤粒度的减小、氧化时间的延长和温度的升高,低阶不黏煤氧化程度加剧,自燃倾向加大;不黏煤较气煤更易发生氧化,可储存时间更短。     

褐煤轻度热解与成型关系的研究

介绍了褐煤成型技术的研究现状,对褐煤无粘结剂成型的机理、成型假说进行了分析和总结,指出褐煤中腐植酸和沥青质等是具有粘结性的胶体和有机质,在褐煤热压提质成型过程中起粘结剂的作用。并研究了热解温度及升温速度对褐煤低温热解的影响,进一步表明在不同温度、粒度、保温时间条件下,通过低温热解轻质烃的析出规律及成分分析研究褐煤无粘结剂成型机理是行之有效的。     

中低温煤焦油加氢技术

分析研究了近20 a来我国中低温煤焦油加氢技术的发展情况，根据各种技术的特点，把它们划分为4类，并指出了每一类技术的优缺点。经对比发现，悬浮床/浆态床反应器煤焦油加氢裂化技术具有煤焦油利用率高、轻油产品收率高等非常突出的优点，是中低温煤焦油加工技术的发展方向。     

高砷燃煤固砷剂的研究

对高砷燃煤中抑制砷挥发的固砷剂进行了详细的条件试验,结果表明：固硫剂TL-4用量1%时对固砷效果好,具有固硫固砷的双重作用。原生矿白云岩在3%～7%时固砷效果也很好,并具有成本低兼值得推广的优点。煤的燃烧温度对固砷率有明显影响,并确定在1 050℃时固砷效果最好,煤粒径对固砷率也有明显影响,固砷率随着煤粒径变小而增大。     

高阶煤渗透率温度应力敏感性试验研究

煤储层渗透率对温度和应力的敏感性响应,是深部煤储层物性评价的基础参数之一。以山西晋城无烟煤样为研究对象,利用高温覆压孔渗测定仪测定了煤样的孔隙率和渗透率,分析了其对温度和压力的敏感性。结果表明:高阶煤的孔隙率、渗透率与压力呈幂函数式负相关关系,在低压阶段随着压力升高迅速降低,在高压阶段趋于稳定。高阶煤渗透率对温度不敏感,当压力低于2MPa时随着温度的升高而降低,压力高于2 MPa则与温度之间关系不显著。压力是影响高阶煤孔隙率和渗透率的主要因素,而温度对孔隙率和渗透率影响较小。基于曲率分析方法对成庄高阶煤渗透率应力敏感性进行了分析,并与郑庄高阶煤和韩城高阶煤对比显示,成庄矿高阶煤的应力敏感性在低应力位置较强。因此,成庄矿进行煤层气开发时,需制定合理的排采制度,避免渗透率应力敏感性导致的负产能效应。     

中低温煤焦油加氢前后沥青质组成和结构变化

为更深入理解中低温煤焦油加氢过程中催化剂失活问题,在小型固定床加氢反应装置内进行煤焦油加氢实验,通过元素分析、平均分子量、红外光谱分析、1H-NMR和扫描电镜等方法研究煤焦油加氢前后沥青质组成和结构的变化。结果表明,加氢产物中沥青质质量分数降低,加氢沥青质平均相对分子质量减小,H/C原子比增加,硫、氮、氧杂原子含量降低;加氢后沥青质缩合度明显减小,沥青质在加氢反应过程中一方面发生烷基侧链和芳环取代杂原子(尤其是羟基氧)脱除反应,以及桥键断裂反应;另一方面发生环烷环和杂环开环、芳环加氢饱和反应。