超声波激励下煤层气解吸扩散特性的研究

姜永东¹，宋超²，王苏健²，康智鹏¹，王鹏²，黄克军²

1. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点试验室2. 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司

摘 要：为了揭示超声波强化煤层气高效抽采的机理,自主研发了可控超声波激励煤吸附/解吸甲烷试验装置,试验研究了不同功率的超声波激励下煤中甲烷的解吸规律,结果表明:不加超声波和超声波激励下煤中甲烷的解吸动力学规律相同,在煤中的甲烷解吸全过程中,甲烷的初始解吸速度较大,随着时间的缓慢增加,解吸速度逐渐减小,最终趋于0,且解吸规律能很好地遵循扩散模型;超声波作用下煤中甲烷解吸量增大,且超声波功率越大,解吸量增幅增加,解吸量增加26.1%～65.6%;基于传热传质学理论,超声波激励下煤的传质毕欧准数减小,扩散系数增大,表明超声波能促进甲烷解吸、扩散。

关键词：超声波;煤层气;解吸;扩散;扩散模型;热效应;