CN213398523U - 低渗透介质水力压裂实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉土壤改良治理领域，特别涉及一种提高人工强化措施对污染场地修复可控性及效率的低渗透介质水力压裂实验装置。它包括透明池体，在该透明池体中从下到上设置有土工布层、过滤层以及模拟介质层；在透明池体的顶部设置有盖板并配合有第一压力表，在该盖板上安装有与透明池体内部连通的排空管，并配合有第一阀门和第一流量计；在透明池体的底部配合有曝气装置。本实用新型的低渗透介质水力压裂实验装置，通过透明池体、土工布层、过滤层、模拟介质层、盖板、第一压力表、排空管、第一阀门、第一流量计以及曝气装置等的配合，能够方便地模拟实验低渗透介质水力压裂环境，获得实验数据，能够提高人工强化措施对污染场地修复可控性及效率。
Description
技术领域
本实用新型涉土壤改良治理领域，特别涉及一种提高人工强化措施对污染场地修复可控性及效率的低渗透介质水力压裂实验装置。
背景技术
污染场地是指土壤或地下水中污染物超过一定阈值，可能产生或已造成场地生态环境破坏的地块。随着社会经济的快速发展和城市布局的调整，对人身健康具有潜在风险的污染场地修复逐渐成为环境热点问题。经过多年的研究，国内外学者对污染场地修复提出多种方法，按修复技术的核心原理，划分为物理、化学、生物及复合处理技术。污染场地在修复过程中，尤其在低渗透介质中，微观上受污染物在介质中固-液-气多相态中的迁移、转化规律的影响；宏观上受不同污染场地水文地质条件差异及介质本身非均质性的控制，使其在修复效率上的存在不确定性，不同污染场地修复经验借鉴意义有限，至今，修复方案多依赖经验及实验室或现场中试确定。
因此，为提高人工强化措施对污染场地修复可控性及效率，需要一种实验装置，以粘性土及粉砂为模拟介质，探析压裂压力(PF)，压裂液浓度(α)，介质含水率(θ)及支撑剂粒径(d)等控制因素对浅层低渗透介质压裂改性的控制机理，尝试拟合改性后介质渗透系数(K)与PF，α，θ，d函数关系，并使介质的渗透性及非均质性可调控。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种提高人工强化措施对污染场地修复可控性及效率的低渗透介质水力压裂实验装置。
本实用新型解决上述问题所采取的方案是：低渗透介质水力压裂实验装置，包括透明池体，在该透明池体中从下到上设置有土工布层、过滤层以及模拟介质层；在所述的透明池体的顶部设置有盖板并配合有第一压力表，在该盖板上安装有与透明池体内部连通的排空管，并配合有第一阀门和第一流量计；在所述的透明池体的底部配合有曝气装置；在所述的透明池体侧部设置有测量部。
进一步地，为了更好的实现本实用新型，在所述的模拟介质层的表层配合有防止模拟介质层破损的压块。
进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的压块采用铅块。
进一步地，为了更好的实现本实用新型，在所述的测量部包括设置在透明池体的外侧的多个均匀布置的检测口，并配合有相应的测压管。
进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的曝气装置包括空压机，该空压机的输气管与过滤层连通，并配合有相应的曝气管；在所述的输气管上设置有相应的第二阀门、第二流量计以及第二压力表。
进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的过滤层为鹅卵石层。
进一步地，为了更好的实现本实用新型，所述的透明池体采用有机玻璃制作而成。
本实用新型的有益效果体现在：本实用新型的低渗透介质水力压裂实验装置，通过透明池体、土工布层、过滤层、模拟介质层、盖板、第一压力表、排空管、第一阀门、第一流量计以及曝气装置等的配合，能够方便地模拟实验低渗透介质水力压裂环境，获得实验数据，能够提高人工强化措施对污染场地修复可控性及效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实用新型的低渗透介质水力压裂实验装置的一种结构示意图；
附图中，1-透明池体，2-过滤层，3-模拟介质层，4-压块，5-盖板，6-第一压力表，7-排空管，8-第一流量计，9-第一阀门，10-测压管，11-土工布层， 12-空压机，13-输气管，14-第二阀门，15-第二流量计，16-第二压力表。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
需要注意的是，除丰另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
实施例1：
如图1所示，本实用新型的低渗透介质水力压裂实验装置，包括透明池体 1，在该透明池体1中从下到上设置有土工布层11、过滤层2以及模拟介质层3；在所述的透明池体1的顶部设置有盖板5并配合有第一压力表6，在该盖板5 上安装有与透明池体1内部连通的排空管7，并配合有第一阀门9和第一流量计8；在所述的透明池体1的底部配合有曝气装置；在所述的透明池体1侧部设置有测量部。本实用新型的低渗透介质水力压裂实验装置，通过透明池体1、土工布层11、过滤层2、模拟介质层3、盖板5、第一压力表6、排空管7、第一阀门9、第一流量计8以及曝气装置等的配合，能够方便地模拟实验低渗透介质水力压裂环境，获得实验数据，能够提高人工强化措施对污染场地修复可控性及效率。使用时，曝气装置从透明池体1的底部曝气，空气进入模拟介质层3，然后从排空管7排出，第一压力表6、第一流量计8以及测量部获取相应的实验数据。在理论上，水力压裂机理如压裂缝的扩张规律，压裂网格形态及控制因素的研究多集中于大埋深的高地压环境，因此，本装置研究的浅层低渗透介质水力压裂模式及控制因素是对水力压裂改性岩土介质机理的补充。在实践上，本装置选择以不同级配粘性土及砂岩土为模拟介质实现低渗透性及非均质介质性的刻画，构建的物理模型考虑水平压裂、垂向压裂等多种压裂模式及详尽的控制因素，增加压裂机理研究可靠性，实现丰富低渗透介质污染场地的修复方法，促进场地修复治理技术的模式化及规范化。值得注意的是，土工布层2的作用是保证透水性的同时，防止介质的流失。
实施例2：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，在所述的模拟介质层3的表层配合有防止模拟介质层3破损的压块4。压块4覆盖于模拟介质层3表层，防止曝气压力过大时对介质结构的完全破坏。作为优选的，所述的压块4采用铅块。值得注意的是，模拟介质层3在填充进入前需测定的理化指标包括：初始渗透系数，密度，孔隙度，有机质等。
实施例3：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，在所述的测量部包括设置在透明池体1的外侧的多个均匀布置的检测口，并配合有相应的测压管10。这样设计以后，可以从多个位置检测数据，获取较为准确的数据，提高实验的准确性。
实施例4：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，所述的模拟介质层3为粘性土和粉砂的混合物。
实施例5：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，所述的曝气装置包括空压机12，该空压机12的输气管13与过滤层2连通，并配合有相应的曝气管；在所述的输气管13上设置有相应的第二阀门14、第二流量计15以及第二压力表 16。第二流量计15以及第二压力表16可以方便地获取获得实验数据，能够提高人工强化措施对污染场地修复可控性及效率。
实施例6：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，所述的过滤层2为鹅卵石层。所述的过滤层2保证模型底部流体的导排通畅，作为优选的采用鹅卵石。
实施例7：
本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，所述的透明池体1采用有机玻璃制作而成。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而丰对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (7)
1.低渗透介质水力压裂实验装置，其特征在于：包括透明池体(1)，在该透明池体(1)中从下到上设置有土工布层(11)、过滤层(2)以及模拟介质层(3)；在所述的透明池体(1)的顶部设置有盖板(5)并配合有第一压力表(6)，在该盖板(5)上安装有与透明池体(1)内部连通的排空管(7)，并配合有第一阀门(9)和第一流量计(8)；在所述的透明池体(1)的底部配合有曝气装置；在所述的透明池体(1)侧部设置有测量部。
2.根据权利要求1所述的低渗透介质水力压裂实验装置，其特征在于：在所述的模拟介质层(3)的表层配合有防止模拟介质层(3)破损的压块(4)。
3.根据权利要求2所述的低渗透介质水力压裂实验装置，其特征在于：所述的压块(4)采用铅块。
4.根据权利要求1所述的低渗透介质水力压裂实验装置，其特征在于：在所述的测量部包括设置在透明池体(1)的外侧的多个均匀布置的检测口，并配合有相应的测压管(10)。
5.根据权利要求1至4中任意一项权利要求所述的低渗透介质水力压裂实验装置，其特征在于：所述的曝气装置包括空压机(12)，该空压机(12)的输气管(13)与过滤层(2)连通，并配合有相应的曝气管；在所述的输气管(13)上设置有相应的第二阀门(14)、第二流量计(15)以及第二压力表(16)。
6.根据权利要求5所述的低渗透介质水力压裂实验装置，其特征在于：所述的过滤层(2)为鹅卵石层。
7.根据权利要求1所述的低渗透介质水力压裂实验装置，其特征在于：所述的透明池体(1)采用有机玻璃制作而成。
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| CN114965956A (zh) * | 2022-05-23 | 2022-08-30 | 同济大学 | 用于低渗透污染土壤压裂增渗协同修复试验的多功能套管 |
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2020
- 2020-08-03 CN CN202021583145.6U patent/CN213398523U/zh not_active Expired - Fee Related
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