CN107762482A - 一种岩石裂隙渗流地热开采模拟系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种岩石裂隙渗流地热开采模拟系统，其特征在于：包括水注入装置、模型装置、储水装置、围压控制装置、回压装置、抽真空装置和收集分析装置；所述水注入装置、储水装置、抽真空装置分别连接在模型装置的进口端，围压控制装置连接在模型装置上，所述回压装置与收集分析装置分别连接在模型装置的出口端；通过恒速恒压泵保证了模型装置中的样本在测定的时候的恒定的压力，同时模型装置采用加热棒加热模拟地下温度，保证了温度的恒定；针对高温高压的环境下的测试无需多套设备来满足测试需求，只需通过控制不同活塞容器的阀门，将储水装置中的存储水，通过活塞容器注入模型装置中满足高温高压环境下对模型装置中样本的研究。
Description
技术领域
本发明涉及油气勘测领域，尤其涉及一种岩石裂隙渗流地热开采模拟系统。
背景技术
到目前为止，有关高温岩体地热开发的研究，都是一些零散的工作。高温高压下岩石或岩体的导热性、应力应变特性、强度特性、孔隙裂隙渗流特性、裂缝起裂、扩展、延展等特性、声波、电磁效应特性、热破裂特性、超深地层构造及裂缝探测理论与技术、岩体断裂特性、岩体原始裂隙结构特征的作用与影响及其耦合作用特性、控制方程、数值分析等所有的研究工作都是刚刚开始，急待进行广泛深入细致的工作。
驱替系统是地质研究中常规的研究技术，广泛应用于地热、干热岩的描述、岩心的非均质性测定、岩心样品选择、裂缝定量分析、在线饱和度的测量、流动实验研究等方面。通过对岩石物性进行定量分析，直观表征岩石的孔隙结构、非均质性、地质分布；
对驱替过程进行可视化研究，深刻了解干热岩机理、监测流体分散与窜流特性、认识聚合物驱对提高波及面积影响，揭示地层伤害机理等。利用驱替技术可以得到岩心内部流体的饱和度沿程分布信息，有利于岩心的研究，利用驱替技术更可直观的得到每个层内的流体饱和度分布信息，并可进一步研究层间窜流现象。
为了模拟自然条件下对地热、干热岩的研究，一般的需要模拟真实环境中地热、干热岩层所在的岩层压力与温度情况，因此需要对夹持器的温度与压力环境进行控制，同时还要保证夹持器在强酸强碱不同环境下地热、干热岩石的使用状态。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种岩石裂隙渗流地热开采模拟系统，能够解决一般的岩石裂隙渗流地热开采模拟系统无法建立符合地层条件的地热体系的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种岩石裂隙渗流地热开采模拟系统，其创新点在于：包括水注入装置、模型装置、储水装置、围压控制装置、回压装置、抽真空装置和收集分析装置；所述水注入装置、储水装置、抽真空装置分别连接在模型装置的进口端，围压控制装置连接在模型装置上，所述回压装置与收集分析装置分别连接在模型装置的出口端；
所述水注入装置包括恒速恒压泵、空压机和活塞容器组；所述活塞容器组的一端与恒速恒压泵相连，活塞容器组的另一端与模型装置的进口端相连且该端并联有储水装置；所述储水装置包括储水罐和隔膜泵；所述储水罐通过隔膜泵向活塞容器组内泵入存储水；
所述活塞容器组包括一对并联的第一活塞容器和第二活塞容器，第一活塞容器的两端分别设置有阀门A、阀门C；第二活塞容器的两端设置有阀门B和阀门D；所述阀门A与阀门B并联连接在恒速恒压泵上通过恒速恒压泵将空压机的空气泵入活塞容器组内；所述阀门C与阀门D并联连接在模型装置上；所述阀门A与第一活塞容器之间的管路以及阀门B与第二活塞容器之间的管路之间连接有一串联有阀门a和阀门b的管路，阀门a与阀门b之间的管路通过管道连接在空压机上；所述阀门C与第一活塞容器之间的管路以及阀门D与第二活塞容器之间的管路之间连接有一串联有阀门c和阀门d的管路，阀门c与阀门d之间的管路连接在储水装置上；
所述模型装置包括外壳、加热棒和样品室；所述样品室设置在外壳内，样品室与外壳之间留有容纳加热棒的间隙；所述外壳上的两端分别设置有进口端和出口端，外壳上还设置有围压控制接口；样品室上沿水平方向上设置有若干温度传感器。
进一步的，所述回压装置包括手摇泵和回压缓冲罐；所述手摇泵通过阀门P与回压缓冲罐的一端串联；所述回压缓冲罐的另一端通过阀门O与收集分析装置的释压阀并联。
进一步的，所述收集分析装置包括释压阀、冷凝管、收集罐、电子天平和PC；所述释压阀与冷凝管串联，冷凝管的输出端伸入到收集罐内，所述收集罐放置在电子天平上；PC进行数据记录分析。
进一步的，所述围压控制装置包括围压跟踪泵和第一油箱，所述围压跟踪泵与模型装置相连，所述第一油箱与围压跟踪泵相连。
进一步的，所述真空装置包括真空泵、真空容器和阀门Q；所述真空泵、真空容器和阀门Q依次串联。
本发明的优点在于：
1）本发明中通过恒速恒压泵保证了模型装置中的样本在测定的时候的恒定的压力，同时模型装置采用加热棒加热模拟地下温度，保证了温度的恒定；本发明中针对高温高压的环境下的测试无需多套设备来满足测试需求，只需通过控制不同活塞容器的阀门，将储水装置中的存储水，通过活塞容器注入模型装置中满足高温高压环境下对模型装置中样本的研究。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的一种岩石裂隙渗流地热开采模拟系统。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示的一种岩石裂隙渗流地热开采模拟系统，包括水注入装置1、模型装置2、储水装置3、围压控制装置4、回压装置5、抽真空装置6和收集分析装置7；所述水注入装置1、储水装置3、抽真空装置6分别连接在模型装置2的进口端，围压控制装置4连接在模型装置2上，所述回压装置5与收集分析装置7分别连接在模型装置2的出口端。
水注入装置1包括恒速恒压泵11、空压机12和活塞容器组13；所述活塞容器组13的一端与恒速恒压泵11相连，活塞容器组13的另一端与模型装置2的进口端相连且该端并联有储水装置3；所述储水装置3包括储水罐31和隔膜泵32；所述储水罐31通过隔膜泵32向活塞容器组13内泵入存储水。
活塞容器13组包括一对并联的第一活塞容器131和第二活塞容器132，第一活塞容器131的两端分别设置有阀门A133、阀门C134；第二活塞容器132的两端设置有阀门B135和阀门D136；所述阀门A133与阀门B135并联连接在恒速恒压泵11上通过恒速恒压泵11将空压机12的空气泵入活塞容器组13内；所述阀门C134与阀门D136并联连接在模型装置2上；所述阀门A133与第一活塞容器131之间的管路以及阀门B135与第二活塞容器132之间的管路之间连接有一串联有阀门a137和阀门b138的管路，阀门a137与阀门b138之间的管路通过管道连接在空压机12上；所述阀门C134与第一活塞容器131之间的管路以及阀门D136与第二活塞容器132之间的管路之间连接有一串联有阀门c139和阀门d130的管路，阀门c139与阀门d130之间的管路连接在储水装置3上。
模型装置2包括外壳21、加热棒22和样品室23；所述样品室23设置在外壳21内，样品室23与外壳21之间留有容纳加热棒的间隙；所述外壳21上的两端分别设置有进口端和出口端，外壳21上还设置有围压控制接口；样品室上沿水平方向上设置有若干温度传感器。
回压装置5包括手摇泵51和回压缓冲罐52；所述手摇泵51通过阀门P53与回压缓冲罐52的一端串联；所述回压缓冲罐52的另一端通过阀门O54与收集分析装置7的释压阀71并联。
收集分析装置7包括释压阀71、冷凝管72、收集罐73、电子天平74和PC；所述释压阀71与冷凝管72串联，冷凝管72的输出端伸入到收集罐73内，所述收集罐73放置在电子天平74上；PC进行数据记录分析。
围压控制装置4包括围压跟踪泵41和第一油箱42，所述围压跟踪泵41与模型装置2相连，所述第一油箱42与围压跟踪泵41相连。
真空装置6包括真空泵61、真空容器62和阀门Q63；所述真空泵61、真空容器62和阀门Q63依次串联。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种岩石裂隙渗流地热开采模拟系统，其特征在于：包括水注入装置、模型装置、储水装置、围压控制装置、回压装置、抽真空装置和收集分析装置；所述水注入装置、储水装置、抽真空装置分别连接在模型装置的进口端，围压控制装置连接在模型装置上，所述回压装置与收集分析装置分别连接在模型装置的出口端；
所述水注入装置包括恒速恒压泵、空压机和活塞容器组；所述活塞容器组的一端与恒速恒压相连，活塞容器组的另一端与模型装置的进口端相连且该端并联有储水装置；所述储水装置包括储水罐和隔膜泵；所述储水罐通过隔膜泵向活塞容器组内泵入存储水；
所述活塞容器组包括一对并联的第一活塞容器和第二活塞容器，第一活塞容器的两端分别设置有阀门A、阀门C；第二活塞容器的两端设置有阀门B和阀门D；所述阀门A与阀门B并联连接在恒速恒压泵上通过恒速恒压泵将空压机的空气泵入活塞容器组内；所述阀门C与阀门D并联连接在模型装置上；所述阀门A与第一活塞容器之间的管路以及阀门B与第二活塞容器之间的管路之间连接有一串联有阀门a和阀门b的管路，阀门a与阀门b之间的管路通过管道连接在空压机上；所述阀门C与第一活塞容器之间的管路以及阀门D与第二活塞容器之间的管路之间连接有一串联有阀门c和阀门d的管路，阀门c与阀门d之间的管路连接在储水装置上；
所述模型装置包括外壳、加热棒和样品室；所述样品室设置在外壳内，样品室与外壳之间留有容纳加热棒的间隙；所述外壳上的两端分别设置有进口端和出口端，外壳上还设置有围压控制接口；样品室上沿水平方向上设置有若干温度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种岩石裂隙渗流地热开采模拟系统，其特征在于：所述回压装置包括手摇泵和回压缓冲罐；所述手摇泵通过阀门P与回压缓冲罐的一端串联；所述回压缓冲罐的另一端通过阀门O与收集分析装置的释压阀并联。
3.根据权利要求1所述的一种岩石裂隙渗流地热开采模拟系统，其特征在于：所述收集分析装置包括释压阀、冷凝管、收集罐、电子天平和PC；所述释压阀与冷凝管串联，冷凝管的输出端伸入到收集罐内，所述收集罐放置在电子天平上；PC进行数据记录分析。
4.根据权利要求1所述的一种岩石裂隙渗流地热开采模拟系统，其特征在于：所述围压控制装置包括围压跟踪泵和第一油箱，所述围压跟踪泵与模型装置相连，所述第一油箱与围压跟踪泵相连。
5.根据权利要求1所述的一种岩石裂隙渗流地热开采模拟系统，其特征在于：所述真空装置包括真空泵、真空容器和阀门Q；所述真空泵、真空容器和阀门Q依次串联。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Sun Zhixue Inventor after: Xu Die Inventor after: Wang Caipeng Inventor after: Wu Jian Inventor after: Yao Jun Inventor after: Liu Junrong Inventor after: Xin Ying Inventor after: Li Weina Inventor after: Wang Tong Inventor after: Zhu Xuchen Inventor after: He Chuqiao Inventor after: Yang Wendong Inventor before: Zhuang Chunxi Inventor before: Zhang Kai Inventor before: Li Gang Inventor before: Tan Baohai Inventor before: Su Yuanda Inventor before: Wang Caipeng Inventor before: Wu Jian |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180306 |