CN213957381U - 一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置，包括流体气体注入装置、中间压力容器、储层模拟系统、回压控制系统、冷却装置以及循环系统，流体气体注入装置通过流体流动管线与中间压力容器连通，储层模拟系统通过流体流动管线与中间压力容器连通，回压控制系统通过流体流动管线与中间压力容器和储层模拟系统连通，冷却装置以及循环系统通过流体流动管线分别与回压控制系统和流体气体注入装置连通，本发明装置全程都可以在高温高压下进行，这就避免了应力卸载后或在移动过程中岩样的裂缝扩大或岩屑掉落导致实验误差大的风险，可以大大提高实验的精度，同时本发明还有装置操作简单，成本低的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩石力学以及多物理场耦合领域，特别涉及一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置。
背景技术
传统化石能源问题日益突出，石油和天然气对外依存度不断加大，因此积极开发新能源是保障我国能源安全的必经之路，相比于浅层地热资源，中深部地热能以其储量大、分布范围广、温度高、运行稳定等特点而被广泛关注，而在开发深部热能时就要采用EGS工程，增强型地热系统Enhanced Geothermal Systems，EGS是一种提取深部干热岩储层中热能的有效技术，首先采用储层改造技术增加储层中缝网的连通性，然后向储层中注入水或CO2等循环工质开采地热能，但EGS工程现场试验耗资巨大，实施深达数千米的钻井压裂等费用需要耗费几千万元甚至上亿元的资金，成本及风险极大，因此许多学者采用了数值模拟的方法模拟EGS中所涉及的T-H-M-C耦合问题，而数值模拟虽能够获得广泛的研究结论，但其本身需要大量数据检验与支持，缺少一定的可信度。所以，进行实验室规模的模拟研究对于解决EGS的问题具有重要的意义。
然而目前国内外针对EGS中的T-H-M-C作用实验室的研究大都采用三轴压缩后的岩样，再进行酸腐蚀或渗流传热研究，将多个研究分开进行，而岩样在压缩后再进行下一次实验过程中应力卸载后会产生破碎或损坏，列缝的开度以及摩擦系数等都会受到很大的影响不能很好的模拟真实的地层环境，本文研发了一种EGS中的深部地热储层改造及T-H-M-C耦合模拟实验仪器，不仅可以模拟储层改造后的裂缝形态还可以改变其温度场并让岩石在破碎后不用卸载压力，全程在真实的地层条件下进行实验，同时还可以施加不同的围压σ2和σ3，使实验结果更加接近真实情况。
实用新型内容
针对EGS工程现场试验成本大，风险高，以及EGS数值模拟方法信息少，可信度低等问题，本实用新型的目的在于提供一种实验室范围内的深部地热储层改造及热能提取的实验装置，能够真实的模拟EGS工程中储层改造及渗流传热过程，同时还可以模拟不同的传热介质(CO2)对热能开采的影响以及其对岩石的反应等情况，从而为EGS工程提供可靠的理论依据。
一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置，包括流体气体注入装置、中间压力容器、储层模拟系统、回压控制系统、冷却装置以及循环系统，流体气体注入装置通过流体流动管线与中间压力容器连通，储层模拟系统通过流体流动管线与中间压力容器连通，回压控制系统通过流体流动管线与中间压力容器和储层模拟系统连通，冷却装置以及循环系统通过流体流动管线分别与回压控制系统和流体气体注入装置连通；
所述流体气体注入装置包括数据采集控制装置、CO2储气瓶、恒速恒压泵、 CO2气瓶手动阀、CO2气瓶手动阀压力表、流体流动管线、恒温恒压供液槽手动阀、恒温恒压供液槽压力阀以和恒温恒压供液槽，数据采集控制装置通过线束与恒速恒压泵连接，CO2储气瓶与恒温恒压供液槽通过管路与恒速恒压泵连接， CO2储气瓶上设置有CO2气瓶手动阀压力表，CO2储气瓶与恒速恒压泵之间的管路上设置有CO2气瓶手动阀，恒温恒压供液槽上设置有恒温恒压供液槽压力阀，恒温恒压供液槽与恒速恒压泵之间的管路上设置有恒温恒压供液槽手动阀；
所述中间压力容器包括流体流入通道、手动阀、第一中间压力容器手动阀、第一中间压力容器活塞、第一中间压力容器、第一压力容器酸液存储空间、流体出口、第二中间压力容器酸液存储空间、第二中间压力容器活塞、水流通道、第二中间压力容器和第二中间压力容器手动阀，流体流入通道、第一中间压力容器和第二中间压力容器并联在流体流动管线上，第一中间压力容器靠近流体气体注入装置的一侧设置有第一中间压力容器手动阀，第一中间压力容器内设置有第一中间压力容器活塞，第一中间压力容器活塞将第一中间压力容器内部分为两个独立空间，远离第一中间压力容器手动阀的一侧为第一压力容器酸液存储空间，流体流入通道靠近流体气体注入装置的一侧设置有手动阀，第二中间压力容器靠近流体气体注入装置的一侧设置有第二中间压力容器手动阀，第二中间压力容器内设置有第二中间压力容器活塞，第二中间压力容器活塞将第二中间压力容器内部分为两个独立空间，远离第二中间压力容器手动阀的一侧为第二中间压力容器酸液存储空间；
具体的，第一中间压力容器主要作用是储存实验注入的酸，其工作原理是利用恒速恒压泵的压力将液体压力传递给第一中间压力容器上的第一中间压力容器活塞，使其推动第一压力容器酸液存储空间中的液体流向储层模拟系统，第二中间压力容器的功能和第一中间压力容器的作用一样，在水流通道内液体压力的推动下将第二中间压力容器酸液存储空间中的酸液注入储层模拟系统中，本设备可以支持两种不同的酸溶液同时注入储层模拟系统中，手动阀是控制恒速恒压泵所注入的流体气体流通的开关；第一中间压力容器手动阀是控制第一中间压力容器内酸液的开关；第二中间压力容器手动阀是控制第二中间压力容器内酸液流动的开关；
所述储层模拟系统包括水平液压油输送回收系统、水平位移传感器、水平进液口、顶盖、第一注入管道、活塞杆、轴向位移传感器、活塞头、垂向进液口、垂向液压油输送回收系统、第二注入管道、水平压力室顶盖、第二级弹性材料、第一级弹性材料、微震监测系统、围板、底座和温度控制装置，围板、底座和顶盖围成一个封闭空间，顶盖可拆卸，水平压力室顶盖、顶盖和活塞头形成垂向压力室，水平压力室顶盖、围板、第一级弹性材料和底座形成水平压力室，第一级弹性材料远离围板的一侧设置有第二级弹性材料，底座上表面设置有温度控制装置，温度控制装置、第二级弹性材料和活塞头形成封闭空间，封闭空间用于存放岩石样品，第一注入管道一端穿过顶盖和活塞头插入至岩石样品内部，在水压的作用下产生水力裂缝，第一注入管道另一端与流体流动管线连通，第二注入管道一端穿过顶盖和活塞头插入至岩石样品内部，在水压的作用下产生水力裂缝，第二注入管道另一端与流体流动管线连通，活塞杆穿过顶盖，活塞杆前端与活塞头连接，活塞杆上设置有轴向位移传感器；
所述第一注入管道与中间压力容器之间的流体流动管线上依次设置有进口温度传感器、进口压力传感器、进口流量传感器，第一注入管道与第二注入管道设置有压裂手动阀；
所述第二级弹性材是由两块第二级弹性材料一和两块第二级弹性材料二组成，第二级弹性材料一的弹性模量大于第二级弹性材料二的弹性模，相邻的两块材料弹性模量不等；
具体的，第二级弹性材料的作用是根据两种弹性模量不同的材料给岩心施加不同的水平主应力σ2和σ3，使岩心受到的主应力更接近于实际地层，增加实验的准确性；
具体的，水平液压油输送回收系统上设置有水平位移传感器，水平液压油输送回收装置通过水平进液口向水平压力室内输送液压油，以提供水平应力σ2和σ3，第一级弹性材料的作用是将水平压力室中的液压油的压力不变地传递给第二级弹性材料，第二级弹性材料是由四块两种不同的弹性模量材料组成，对称的两块材料的弹性模量相等，相邻的两块材料弹性模量不等，第二级弹性材料的作用是根据两种弹性模量不同的材料给岩心施加不同的水平主应力σ2和σ3，使岩心受到的主应力更接近于实际地层，增加实验的准确性，垂向液压油输送回收系统通过垂向进液口向垂向压力室中注入液压油，活塞头在油液压的作用下对岩石施加垂向应力σ1，轴向位移传感器用来监测轴向位移；
所述回压控制系统主要由回压泵组成；
所述回压泵与第二注入管道之间的流体流动管线上依次设置有第二压裂手动阀、放空阀、出口温度传感器、出口压力传感器、出口流量传感器和气体收藏瓶，气体收藏瓶与流体流动管线之间设置有气体收藏瓶手动阀；
具体的，回压控制系统是用来在模型出口处加载一个高于大气压直至所模拟的地层压力的一个调压装置，其目的是使流出的液体平稳，更真实的模拟地层压力；
所述冷却装置及循环系统包括恒温制冷箱和循环泵，所述恒温制冷箱一端通过流体流动管线与回压泵连通，另一端通过流体流动管线与循环泵连通，恒温制冷箱与循环泵之间的流体流动管线上设置有数个取液器，取液器通过管线与流体流动管线连通，取液器与流体流动管线之间设置有取液器的手动阀，循环泵通过流体流动管线与恒温恒压供液槽连通；
具体的，冷却装置及循环系统的作用是将采出的高温流体降温，达到流体的注入温度，再通过循环泵泵入恒温恒压供液槽内进行下一次循环。
具体的，其中数据采集控制装置的作用是实现数字化控制流体的注入压力、温度、流量等条件，并可以收集实验数据，CO2储气瓶的作用是为实验提供气体循环介质，可以通过CO2气瓶手动阀控制其开关，同时在CO2气瓶手动阀处配有CO2气瓶手动阀压力表，为了控制其流动压力，保护实验仪器；恒温恒压供液槽的主要作用是为实验提供液体循环介质，可通过恒温恒压供液槽手动阀控制其开关，同样在出口处配有恒温恒压供液槽压力阀，以确保流出压力不要过大，恒速恒压泵的作用是将CO2储气瓶中的气体或恒温恒压供液槽中的液体通过流体流动管线泵入到储层模拟系统中实现储层改造或渗流循环，恒速恒压泵的流通路径受手动阀的控制，如果在水力压裂时可将恒温恒压供液槽的手动阀恒温恒压供液槽手动阀、手动阀、压裂手动阀打开，将CO2气瓶手动阀、第一中间压力容器手动阀、压力容器、第二压裂手动阀关闭，在酸注入阶段就要打开恒温恒压供液槽的手动阀恒温恒压供液槽手动阀、第一中间压力容器手动阀、第二中间压力容器手动阀、压裂手动阀，关闭CO2气瓶手动阀、手动阀、第二压裂手动阀，如果在利用液体采热循环阶段就要打开恒温恒压供液槽的手动阀恒温恒压供液槽手动阀、手动阀、压裂手动阀、第二压裂手动阀，关闭CO2气瓶手动阀、第一中间压力容器手动阀、第二中间压力容器手动阀。
本实用新型的有益效果：
1、本实用新型装置可以实现在相同的环境下研究不同的循环介质流动对热能开采的影响，并可以对不同时间的循环介质进行收集方便研究其化学成分，同时该装备还配有恒温制冷箱和循环泵，模拟EGS中流体的循环利用系统。
2、本实用新型装置的储层模拟系统内配有微震监测系统和加温装置，不仅可以监测裂缝形态还可以改变其温度场，达到真实的地层温度。
3、本实用新型装置还可以为岩石提供不同的水平主应力σ2和σ3以及垂向应力，可以更真实的反应地层的应力状态，同时提供了两个不同的注入孔，不仅可以模拟水力压裂还可以实现酸液的改造，在改造结束后还可以实现一注一采的EGS工程采热循环。并在流体出口处配备回压泵，能保证在出口处的压力高于大气压达到模拟的地层压力，使流体的流动更平稳，提高计量精度。
4、本实用新型装置全程都可以在高温高压下进行，这就避免了应力卸载后或在移动过程中岩样的裂缝扩大或岩屑掉落导致实验误差大的风险，可以大大提高实验的精度，同时本实用新型还有这装置操作简单，成本低的优点。
附图说明
图1为本实用新型的储层模拟系统的结构示意图；
图2为本实用新型的储层模拟系统结构示意图的俯视图；
图3为本实用新中间压力容器的结构示意图；
图4为本实用新型一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置的结构示意图。
图中：1-数据采集控制装置；2-CO2储气瓶；3-恒速恒压泵；4-CO2气瓶手动阀； 5-CO2气瓶手动阀压力表；6-流体流动管线；7-恒温恒压供液槽手动阀；8-恒温恒压供液槽压力表；9-中间压力容器；901-流体流入通道；902-手动阀；903-第一中间压力容器的手动阀；904-第一中间压力容器活塞；905-第一中间压力容器；906-第一中间压力容器酸液存储空间；907-流体出口；908-第二中间压力容器酸液存储空间；909-第二中间压力容器活塞；910-水流通道；911-第二中间压力容器；912-第二中间压力容器手动阀；10-进口温度传感器；11-进口压力传感器； 12-进口流量传感器；13-压裂手动阀；14-第二压裂手动阀；15-放空阀；16-出口温度传感器；17-出口压力传感器；18-出口流量传感器；19-气体收藏瓶；20-气体收藏瓶手动阀；21-回压泵；22-储层模拟系统；2201-水平液压油输送回收系统；2202-水平位移传感器；2203-水平进液口；2204-水平压力室；2205-垂向压力室；2206-顶盖；2207-第一注入管道；2208-活塞杆；2209-轴向位移传感器； 2210-活塞头；2211-垂向进液口；2212垂向液压油输送回收系统；2213-第二注入管道；2214-水平压力室顶盖；2215-水力裂缝；2216-第二级弹性材料；2216A- 第二级弹性材料一；2216B-第二级弹性材料二；2217-第一级弹性材料；2218- 微震监测系统；2219-围板；2220-底座；2221-温度控制装置；2222-岩石；23- 恒温制冷箱；24-取液器的手动阀；25-取液器；26-循环泵；27-恒温恒压供液槽。
具体实施方式
请参阅图1至图4所示，一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置，包括流体气体注入装置、中间压力容器9、储层模拟系统22、回压控制系统、冷却装置以及循环系统，流体气体注入装置通过流体流动管线6与中间压力容器9 连通，储层模拟系统22通过流体流动管线6与中间压力容器9连通，回压控制系统通过流体流动管线6与中间压力容器9和储层模拟系统22连通，冷却装置以及循环系统通过流体流动管线6分别与回压控制系统和流体气体注入装置连通；
所述流体气体注入装置包括数据采集控制装置1、CO2储气瓶2、恒速恒压泵3、CO2气瓶手动阀4、CO2气瓶手动阀压力表5、流体流动管线6、恒温恒压供液槽手动阀7、恒温恒压供液槽压力阀8以和恒温恒压供液槽27，数据采集控制装置1通过线束与恒速恒压泵3连接，CO2储气瓶2与恒温恒压供液槽27 通过管路与恒速恒压泵3连接，CO2储气瓶2上设置有CO2气瓶手动阀压力表5，CO2储气瓶2与恒速恒压泵3之间的管路上设置有CO2气瓶手动阀4，恒温恒压供液槽27上设置有恒温恒压供液槽压力阀8，恒温恒压供液槽27与恒速恒压泵 3之间的管路上设置有恒温恒压供液槽手动阀7；
所述中间压力容器9包括流体流入通道901、手动阀902、第一中间压力容器手动阀903、第一中间压力容器活塞904、第一中间压力容器905、第一压力容器酸液存储空间906、流体出口907、第二中间压力容器酸液存储空间908、第二中间压力容器活塞909、水流通道910、第二中间压力容器911和第二中间压力容器手动阀912，流体流入通道901、第一中间压力容器905和第二中间压力容器911并联在流体流动管线6上，第一中间压力容器905靠近流体气体注入装置的一侧设置有第一中间压力容器手动阀903，第一中间压力容器905内设置有第一中间压力容器活塞904，第一中间压力容器活塞904将第一中间压力容器905内部分为两个独立空间，远离第一中间压力容器手动阀903的一侧为第一压力容器酸液存储空间906，流体流入通道901靠近流体气体注入装置的一侧设置有手动阀902，第二中间压力容器911靠近流体气体注入装置的一侧设置有第二中间压力容器手动阀912，第二中间压力容器911内设置有第二中间压力容器活塞909，第二中间压力容器活塞909将第二中间压力容器911内部分为两个独立空间，远离第二中间压力容器手动阀912的一侧为第二中间压力容器酸液存储空间908；
具体的，第一中间压力容器905主要作用是储存实验注入的酸，其工作原理是利用恒速恒压泵3的压力将液体压力传递给第一中间压力容器905上的第一中间压力容器活塞904，使其推动第一压力容器酸液存储空间906中的液体流向储层模拟系统22，第二中间压力容器911的功能和第一中间压力容器905的作用一样，在水流通道910内液体压力的推动下将第二中间压力容器酸液存储空间908中的酸液注入储层模拟系统22中，本设备可以支持两种不同的酸溶液同时注入储层模拟系统22中，手动阀902是控制恒速恒压泵3所注入的流体气体流通的开关；第一中间压力容器手动阀903是控制第一中间压力容器905内酸液的开关；第二中间压力容器手动阀912是控制第二中间压力容器911内酸液流动的开关；
所述储层模拟系统22包括水平液压油输送回收系统2201、水平位移传感器 2202、水平进液口2203、顶盖2206、第一注入管道2207、活塞杆2208、轴向位移传感器2209、活塞头2210、垂向进液口2211、垂向液压油输送回收系统 2212、第二注入管道2213、水平压力室顶盖2214、第二级弹性材料2216、第一级弹性材料2217、微震监测系统2218、围板2219、底座2220和温度控制装置 2221，围板2219、底座2220和顶盖2206围成一个封闭空间，顶盖2206可拆卸，水平压力室顶盖2214、顶盖2206和活塞头2210形成垂向压力室2205，水平压力室顶盖2214、围板2219、第一级弹性材料2217和底座2220形成水平压力室 2204，第一级弹性材料2217远离围板2219的一侧设置有第二级弹性材料2216，底座2220上表面设置有温度控制装置2221，温度控制装置2221、第二级弹性材料2216和活塞头2210形成封闭空间，封闭空间用于存放岩石样品2222，第一注入管道2207一端穿过顶盖2206和活塞头2210插入至岩石样品2222内部的水力裂缝2215处，第一注入管道2207另一端与流体流动管线6连通，第二注入管道2213一端穿过顶盖2206和活塞头2210插入至岩石样品2222中并在水压的作用下产生水力裂缝2215，第二注入管道2213另一端与流体流动管线6 连通，活塞杆2208穿过顶盖2206，活塞杆2208前端与活塞头2210连接，活塞杆2208上设置有轴向位移传感器2209；
所述第一注入管道2207与中间压力容器9之间的流体流动管线6上依次设置有进口温度传感器10、进口压力传感器11、进口流量传感器12，第一注入管道2207与第二注入管道2213设置有压裂手动阀13；
所述第二级弹性材料2216是由两块第二级弹性材料一2216A和两块第二级弹性材料二2216B组成，第二级弹性材料一2216A的弹性模量大于第二级弹性材料二2216B的弹性模，相邻的两块材料弹性模量不等；
具体的，第二级弹性材料2216的作用是根据两种弹性模量不同的材料给岩心施加不同的水平主应力σ2和σ3，使岩心受到的主应力更接近于实际地层，增加实验的准确性；
具体的，水平液压油输送回收系统2201上设置有水平位移传感器2202，水平液压油输送回收装置2201通过水平进液口2203向水平压力室2204内输送液压油，以提供水平应力σ2和σ3，第一级弹性材料2217的作用是将水平压力室2204 中的液压油的压力不变地传递给第二级弹性材料2216，第二级弹性材料2216是由四块两种不同的弹性模量材料组成，对称的两块材料的弹性模量相等，相邻的两块材料弹性模量不等，第二级弹性材料2216的作用是根据两种弹性模量不同的材料给岩心施加不同的水平主应力σ2和σ3，使岩心受到的主应力更接近于实际地层，增加实验的准确性，垂向液压油输送回收系统2212通过垂向进液口2211 向垂向压力室2205中注入液压油，活塞头2210在油液压的作用下对岩石施加垂向应力σ1，轴向位移传感器2209用来监测轴向位移；
所述回压控制系统主要由回压泵21组成；
所述回压泵21与第二注入管道2213之间的流体流动管线6上依次设置有第二压裂手动阀14、放空阀15、出口温度传感器16、出口压力传感器17、出口流量传感器18和气体收藏瓶19，气体收藏瓶19与流体流动管线6之间设置有气体收藏瓶手动阀20；
具体的，回压控制系统是用来在模型出口处加载一个高于大气压直至所模拟的地层压力的一个调压装置，其目的是使流出的液体平稳，更真实的模拟地层压力；
所述冷却装置及循环系统包括恒温制冷箱23和循环泵26，所述恒温制冷箱 23一端通过流体流动管线6与回压泵21连通，另一端通过流体流动管线6与循环泵26连通，恒温制冷箱23与循环泵26之间的流体流动管线6上设置有数个取液器25，取液器25通过管线与流体流动管线6连通，取液器25与流体流动管线6之间设置有取液器的手动阀24，循环泵26通过流体流动管线6与恒温恒压供液槽27连通；
具体的，冷却装置及循环系统的作用是将采出的高温流体降温，达到流体的注入温度，再通过循环泵泵入恒温恒压供液槽27内进行下一次循环。
具体的，其中数据采集控制装置1的作用是实现数字化控制流体的注入压力、温度、流量等条件，并可以收集实验数据，CO2储气瓶2的作用是为实验提供气体循环介质，可以通过CO2气瓶手动阀4控制其开关，同时在CO2气瓶手动阀4处配有CO2气瓶手动阀压力表5，为了控制其流动压力，保护实验仪器；恒温恒压供液槽27的主要作用是为实验提供液体循环介质，可通过恒温恒压供液槽手动阀7控制其开关，同样在出口处配有恒温恒压供液槽压力阀8，以确保流出压力不要过大，恒速恒压泵3的作用是将CO2储气瓶2中的气体或恒温恒压供液槽27中的液体通过流体流动管线6泵入到储层模拟系统22中实现储层改造或渗流循环，恒速恒压泵3的流通路径受手动阀902的控制，如果在水力压裂时可将恒温恒压供液槽的手动阀恒温恒压供液槽手动阀7、手动阀902、压裂手动阀13打开，将CO2气瓶手动阀4、第一中间压力容器手动阀903、压力容器912、第二压裂手动阀14关闭，在酸注入阶段就要打开恒温恒压供液槽的手动阀恒温恒压供液槽手动阀7、第一中间压力容器手动阀903、第二中间压力容器手动阀912、压裂手动阀13，关闭CO2气瓶手动阀4、手动阀902、第二压裂手动阀14，如果在利用液体采热循环阶段就要打开恒温恒压供液槽的手动阀恒温恒压供液槽手动阀7、手动阀902、压裂手动阀13、第二压裂手动阀14，关闭CO2气瓶手动阀4、第一中间压力容器手动阀903、第二中间压力容器手动阀912。
Claims (6)
1.一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置，其特征在于：包括流体气体注入装置、中间压力容器(9)、储层模拟系统(22)、回压控制系统、冷却装置以及循环系统，流体气体注入装置通过流体流动管线(6)与中间压力容器(9)连通，储层模拟系统(22)通过流体流动管线(6)与中间压力容器(9)连通，回压控制系统通过流体流动管线(6)与中间压力容器(9)和储层模拟系统(22)连通，冷却装置以及循环系统通过流体流动管线(6)分别与回压控制系统和流体气体注入装置连通。
2.根据权利要求1所述的一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置，其特征在于：所述流体气体注入装置包括数据采集控制装置(1)、CO2储气瓶(2)、恒速恒压泵(3)、CO2气瓶手动阀(4)、CO2气瓶手动阀压力表(5)、流体流动管线(6)、恒温恒压供液槽手动阀(7)、恒温恒压供液槽压力阀(8)和恒温恒压供液槽(27)，数据采集控制装置(1)通过线束与恒速恒压泵(3)连接，CO2储气瓶(2)与恒温恒压供液槽(27)通过管路与恒速恒压泵(3)连接，CO2储气瓶(2)上设置有CO2气瓶手动阀压力表(5)，CO2储气瓶(2)与恒速恒压泵(3)之间的管路上设置有CO2气瓶手动阀(4)，恒温恒压供液槽(27)上设置有恒温恒压供液槽压力阀(8)，恒温恒压供液槽(27)与恒速恒压泵(3)之间的管路上设置有恒温恒压供液槽手动阀(7)。
3.根据权利要求2所述的一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置，其特征在于：所述中间压力容器(9)包括流体流入通道(901)、手动阀(902)、第一中间压力容器手动阀(903)、第一中间压力容器活塞(904)、第一中间压力容器(905)、第一压力容器酸液存储空间(906)、流体出口(907)、第二中间压力容器酸液存储空间(908)、第二中间压力容器活塞(909)、水流通道(910)、第二中间压力容器(911)和第二中间压力容器手动阀(912)，流体流入通道(901)、第一中间压力容器(905)和第二中间压力容器(911)并联在流体流动管线(6)上，第一中间压力容器(905)靠近流体气体注入装置的一侧设置有第一中间压力容器手动阀(903)，第一中间压力容器(905)内设置有第一中间压力容器活塞(904)，第一中间压力容器活塞(904)将第一中间压力容器(905)内部分为两个独立空间，远离第一中间压力容器手动阀(903)的一侧为第一压力容器酸液存储空间(906)，流体流入通道(901)靠近流体气体注入装置的一侧设置有手动阀(902)，第二中间压力容器(911)靠近流体气体注入装置的一侧设置有第二中间压力容器手动阀(912)，第二中间压力容器(911)内设置有第二中间压力容器活塞(909)，第二中间压力容器活塞(909)将第二中间压力容器(911)内部分为两个独立空间，远离第二中间压力容器手动阀(912)的一侧为第二中间压力容器酸液存储空间(908)。
4.根据权利要求3所述的一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置，其特征在于：所述储层模拟系统(22)包括水平液压油输送回收系统(2201)、水平位移传感器(2202)、水平进液口(2203)、水平压力室(2204)、垂向压力室(2205)、顶盖(2206)、第一注入管道(2207)、活塞杆(2208)、轴向位移传感器(2209)、活塞头(2210)、垂向进液口(2211)、垂向液压油输送回收系统(2212)、第二注入管道(2213)、水平压力室顶盖(2214)、第二级弹性材料(2216)、第一级弹性材料(2217)、微震监测系统(2218)、围板(2219)、底座(2220)和温度控制装置(2221)，围板(2219)、底座(2220)和顶盖(2206)围成一个封闭空间，顶盖(2206)可拆卸，水平压力室顶盖(2214)、顶盖(2206)和活塞头(2210)形成垂向压力室(2205)，水平压力室顶盖(2214)、围板(2219)、第一级弹性材料(2217)和底座(2220)形成水平压力室(2204)，第一级弹性材料(2217)远离围板(2219)的一侧设置有第二级弹性材料(2216)，底座(2220)上表面设置有温度控制装置(2221)，温度控制装置(2221)、第二级弹性材料(2216)和活塞头(2210)形成封闭空间，封闭空间用于存放岩石样品(2222)，第一注入管道(2207)一端穿过顶盖(2206)和活塞头(2210)插入至岩石样品(2222)内部，在水压的作用下产生水力裂缝(2215)，第一注入管道(2207)另一端与流体流动管线(6)连通，第二注入管道(2213)一端穿过顶盖(2206)和活塞头(2210)插入至岩石样品(2222)内部，在水压的作用下产生水力裂缝(2215)，第二注入管道(2213)另一端与流体流动管线(6)连通，活塞杆(2208)穿过顶盖(2206)，活塞杆(2208)前端与活塞头(2210)连接，活塞杆(2208)上设置有轴向位移传感器(2209)；
所述第一注入管道(2207)与中间压力容器(9)之间的流体流动管线(6)上依次设置有进口温度传感器(10)、进口压力传感器(11)、进口流量传感器(12)，第一注入管道(2207)与第二注入管道(2213)设置有压裂手动阀(13)；
所述第二级弹性材料(2216)是由两块第二级弹性材料一(2216A)和两块第二级弹性材料二(2216B)组成，第二级弹性材料一(2216A)的弹性模量大于第二级弹性材料二(2216B)的弹性模，相邻的两块材料弹性模量不等。
5.根据权利要求4所述的一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置，其特征在于：所述回压控制系统主要由回压泵(21)组成；
所述回压泵(21)与第二注入管道(2213)之间的流体流动管线(6)上依次设置有第二压裂手动阀(14)、放空阀(15)、出口温度传感器(16)、出口压力传感器(17)、出口流量传感器(18)和气体收藏瓶(19)，气体收藏瓶(19)与流体流动管线(6)之间设置有气体收藏瓶手动阀(20)。
6.根据权利要求5所述的一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置，其特征在于：所述冷却装置及循环系统包括恒温制冷箱(23)和循环泵(26)，所述恒温制冷箱(23)一端通过流体流动管线(6)与回压泵(21)连通，另一端通过流体流动管线(6)与循环泵(26)连通，恒温制冷箱(23)与循环泵(26)之间的流体流动管线(6)上设置有数个取液器(25)，取液器(25)通过管线与流体流动管线(6)连通，取液器(25)与流体流动管线(6)之间设置有取液器的手动阀(24)，循环泵(26)通过流体流动管线(6)与恒温恒压供液槽(27)连通。
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|---|---|---|---|
| CN202022770177.3U CN213957381U (zh) | 2020-11-26 | 2020-11-26 | 一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置 |
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| CN213957381U true CN213957381U (zh) | 2021-08-13 |
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| CN (1) | CN213957381U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112345732A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-02-09 | 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心 | 一种深部地热储层改造及渗流传热模拟装置 |
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2020
- 2020-11-26 CN CN202022770177.3U patent/CN213957381U/zh not_active Expired - Fee Related
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