CN103790580B - 一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置。该装置包括压裂液注入、压裂主体、环压施加系统、高压管阀件；所述压裂主体包括样品压裂仓和样品环压腔；所述压裂仓包括三维固定支撑和三维液压系统；所述三维液压系统包括液压滑动腔和液压活动塞；所述样品环压腔包括环压腔钢板和胶质内套，胶套与钢板之间存有空腔，注入液体实现压力包裹作用；所述压裂液注入和环压施加均通过高压管线和高压控制组件相连来实现。本发明采用分体模块组合结构，保证了压裂样品的原样不动而进行精确的换热开采实验，具有结构新颖，安全耐用的特点。

Description

一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置
技术领域
本发明涉及一种干热岩压裂原位换热模拟开采装置，特别是关于干热岩原位压裂和换热驱替置换模拟试验装置，具体涉及一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置。
背景技术
世界各国重点研究开发的可再生清洁能源，主要分为水热型和干热岩型，目前主要开采利用的水热型地热资源仅占资源的10％左右，而占有较大比例的干热岩资源，开发利用力度则比较小。在目前能源紧张，油气资源严重短缺的情况下，巨大的热能资源开采尤显必要，而干热岩资源探明储量相当于石油、天然气和煤炭能力的30倍左右。因此，需要一种压裂开采装置能对储集层压裂破坏机理、延生规律进行原位不动的研究，更准确的反应实际情况，以提升对以上问题的深入认识，以便使该项技术得到更广泛的推广应用。
目前，国内水力压裂方面的设备用于煤层压裂方面较多，地层岩石压裂采油也有，多用于致裂、对裂缝系进行研究，研究手段也从目测绘制到涂料、荧光等，但没有用于对地热干热岩的研究，也没有对压裂样品进行反映客观事实方面的原位换热注采研究。
发明内容
发明目的：为解决上述问题，本发明提供了一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置。
技术方案：为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置，包括压裂液注入、压裂主体、环压施加系统、高压管阀件，所述压裂主体包括样品压裂仓和样品环压腔；所述压裂仓包括三维固定支撑和三维液压系统；所述三维液压系统包括液压滑动腔和液压活动塞；所述样品环压腔包括环压腔钢板和胶套，三个方向上的力可通过压力数字表读出和控制，胶套与环压腔钢板之间存有空腔，注入液体通过空腔实现压力包裹作用；所述压裂液注入和环压施加均通过高压管线和高压控制组件相连来实现。
作为优选，压裂仓采用三维固定支撑和三维液压活动支撑。
作为优选，环压的建立通过外置钢板和胶套相连产生的空腔。
作为优选，环压的建立通过外置钢板和胶套相连产生的空腔，通过对空腔的施压来实现对模型本体外围的包裹。
作为优选，压裂液、换热置换液、围压的作业均通过高压阀门和管线相连，并通过它们的共同作业，协调启闭，实现压裂、原位换热，并与相关联压力仪表相连。
有益效果：与现有技术相比，本发明所述的实验装置可实现对地层条件的真实模拟及热采的真实评价，避免实验过程中的人为误差对客观评价的影响。
附图说明
图1为本发明干热岩原位压裂换热实验装置流程图。
具体实施方式
实施例：
如图1所述的一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置，包括压裂液注入、压裂主体、环压施加系统、高压管阀件，上述压裂主体包括样品压裂仓和样品环压腔；上述压裂仓包括三维固定支撑和三维液压系统；上述三维液压系统包括液压滑动腔和液压活动塞；上述样品环压腔包括环压腔钢板和胶套，三个方向上的力可通过压力数字表读出和控制设定，胶套与环压腔钢板之间存有空腔，注入液体实现压力包裹作用；上述压裂液注入和环压施加均通过高压管线和高压控制组件相连来实现；上述压裂仓采用三维固定支撑和三维液压活动支撑；上述环压的建立通过外置钢板和胶套相连产生的空腔；上述环压的建立通过外置钢板和胶套相连产生的空腔，通过对空腔的施压来实现对模型本体外围的包裹；上述压裂液、换热置换液、围压的作业均通过高压阀门和管线相连，并通过它们的共同作业，协调启闭，实现压裂、原位换热，并与相关联压力仪表相连。
如图1所示，高压压裂泵1，压裂液容器2，换热注采液3，压裂模型4，环压系统5，控制采收系统6，热测试系统7，液压控制器8，液压伺服系统9。
本发明的干热岩压裂原位换热实验系统装置包括由压裂泵及换向系统组成的压裂动力系统，压裂液经由阀门，通过液压塞上的通孔注入样品。在此之前，必须通过液压控制器8调整液压伺服系统9在样品三维方向上的施加。压裂压力通过传感器得到。压裂后，保持施加力不变，对整体外围进行环压模块施加，并通过环压系统5注入环压，环压压力为换热压力的1.1-1.2倍。同时，通过控制采收系统6对系统进行压力稳定控制，控制压力设定后，则进行换热试采实验。换热试采流体由换热注采液3经由管路注入样品，实验热采收数据由热测试系统7进行在线收集处理。
上述模拟系统装置中，模型三相施力可根据需要进行调节，并根据施力活动面位移量进行垫片的选用。
使用本发明模拟系统装置进行换热置换实验时，实验结束后需缓慢释放压力，降低温度后，方可拆卸实验组件。
实验完毕后，对模型本体内侧、阀门、容器等进行清洗，清洗液通过管线阀门、放空，重复进行2-3次清理，进入下一个实验。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置，包括压裂液注入、压裂主体、环压施加系统、高压管阀件，其特征在于：所述压裂主体包括样品压裂仓和样品环压腔；所述压裂仓包括三维固定支撑和三维液压系统；所述三维液压系统包括液压滑动腔和液压活动塞；所述样品环压腔包括环压腔钢板和胶套，三个方向上的力可通过压力数字表读出和控制设定，胶套与环压腔钢板之间存有空腔，注入液体实现压力包裹作用；所述压裂液注入和环压施加均通过高压管线和高压控制组件相连来实现。
2.根据权利要求1所述的一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置，其特征在于：压裂仓采用三维固定支撑和三维液压活动支撑。
3.根据权利要求1所述的一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置，其特征在于：环压的建立通过外置钢板和胶套相连产生的空腔。
4.根据权利要求3所述的一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置，其特征在于：环压的建立通过外置钢板和胶套相连产生的空腔，通过对空腔的施压来实现对模型本体外围的包裹。
5.根据权利要求1所述的一种干热岩压裂原位换热实验室模拟系统装置，其特征在于：压裂液、换热置换液、围压的作业均通过高压阀门和管线相连，并通过它们的共同作业，协调启闭，实现压裂、原位换热，并与相关联压力仪表相连。
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