[發明專利]模擬鹽穴儲庫地質環境的損傷巖鹽自愈合試驗裝置

有效

• 申請號: 201310691968.9
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103645299A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 陳結;李林;姜德義;劉偉莎;任松;殷黎明;王雷;陳軍朝
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 穆祥維

技術領域

本發明涉及一種模擬鹽穴儲庫地質環境的試驗裝置，特別是涉及一種模擬鹽穴儲庫地質環境的損傷巖鹽自愈合試驗裝置。

背景技術

由于巖鹽優良的物理力學性質，孔隙率低、滲透性小、變形能力好、可水溶開采等特點被國內外公認為最佳的能源地下儲備地點。然而國內外巖鹽地下儲庫仍時有事故發生(如油氣滲漏、溶腔失效、地表沉陷等)。由于地應力作用以及硐室開挖擾動的影響，在地下深處開挖的硐室周圍必然要形成巖石松動圈，在松動圈內有大量的裂隙裂縫的存在，它們往往是儲庫內廢物和外部生物圈的連通通道；在巖鹽溶腔的建腔期和油氣儲存過程中，鹽穴腔體的巖鹽受到來自地層的水平應力和垂直應力以及腔體內流體的壓力，也會導致腔壁巖鹽受到損傷并出現裂隙，增加了巖鹽的滲透性，不利于腔體的穩定和密封。這些都有可能引起儲庫事故的發生，造成不可估量的損失。但是，巖鹽在地質條件下的自恢復作用會促使損傷巖鹽的裂隙愈合，改善巖鹽腔體內部受損巖鹽的力學特性和滲透性。故有必要開展相關的巖鹽自愈合試驗研究。

要掌握巖鹽儲庫損傷巖鹽的自愈合情況從而采取措施加速其恢復速度，就有必要研究損傷巖鹽在各種地質條件下的自恢復機理，開展一系列相關的相似模擬試驗研究。既要研究在單一環境因素下損傷巖鹽的自愈合機理和實際恢復情況，也要能夠模擬復雜地質條件，研究在復雜地質條件下，損傷巖鹽的自愈合機理和實際恢復情況。這種綜合自愈合試驗平臺，可以較為真實的模擬巖鹽儲庫的地質環境，為損傷巖鹽的自愈合機理研究提供有力支持。

然而現有的巖鹽自愈合相關試驗研究，一般是分析單一條件下損傷巖鹽的愈合恢復情況，不能多條件綜合研究巖鹽的自愈合情況，無法模擬鹽穴儲庫的真實地質環境。因此，有必要改造現有的試驗條件，制造適合于能模擬鹽穴儲庫地質環境的巖鹽自愈合試驗平臺。

發明內容

針對現有技術中的不足之處，本發明提供了一種模擬鹽穴儲庫地質環境的損傷巖鹽自愈合試驗裝置。該裝置可更真實的模擬地質環境中的溫度、水分及應力條件，不僅可以分別提供巖鹽損傷自愈合的單一恢復條件，也可以根據設定模擬多條件的綜合恢復環境。為研究損傷巖鹽自愈合機理和維護巖鹽儲庫提供更為真實的理論支持和技術指導。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下技術方案：

模擬鹽穴儲庫地質環境的損傷巖鹽自愈合試驗裝置，包括筒體、加熱墊片、底座、上蓋、上壓桿、下支撐柱、上壓頭、下壓頭、氣液導管、鹽氣供應系統、鹵水供應系統、溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、信號接收器、液壓系統和氣液回收系統；所述加熱墊片設置在筒體的內壁上，所述底座設置在筒體的底部并與筒體的下端口密封配合，所述上蓋設置在筒體的頂部并與筒體的上端口密封配合，所述上蓋上設置排氣孔；所述上壓桿豎直設置在上蓋上，上壓桿的底端伸進筒體內，所述下支撐柱豎直設置在底座上，下支撐柱的頂端伸進筒體內；所述上壓頭固定在上壓桿的底端，所述下壓頭固定在下支撐柱的頂端，所述上壓頭和下壓頭在豎直方向上對應；所述上壓桿和上壓頭在豎直方向上設置氣液導孔，所述氣液導管安裝在氣液導孔內；所述鹽氣供應系統和鹵水供應系統分別通過管道與氣液導管連接并通過氣液導管與筒體內連通；所述溫度傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器均設置在上蓋上并靠近筒體內，所述溫度傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器均與信號接收器連接；所述液壓系統通過設置在下支撐柱上的管道與筒體內連通，所述下壓頭和下支撐柱在豎直方向上設置氣液通道，所述氣液回收系統通過管道與氣液通道連接并通過氣液通道與筒體內連通。

作為本發明的一種優選方案，所述鹽氣供應系統與氣液導管連接的管道上設置壓力計，所述鹵水供應系統與氣液導管連接的管道上設置壓力計，所述氣液回收系統與氣液通道連接的管道上設置流量計。

作為本發明的另一種優選方案，所述信號接收器的信號輸出端連接計算機。

本發明的有益效果是：該裝置更有效的模擬鹽穴儲庫巖鹽所處的地應力、地溫、水分等環境條件，同時也可以提供試驗所需的對試驗條件溫度、應力、含水率、濕度等的有效控制，精確的保證單一環境因素的實現；實現了從試件內部和外部同時施加壓力，更為真實的模擬了自然界巖鹽體的受力環境；實現在了試件恢復過程與力學試驗過程的結合，可以更好的研究試件在恢復過程中的力學性質變化，為研究損傷巖鹽自愈合機理和維護巖鹽儲庫提供更為真實的理論支持和技術指導。

附圖說明

圖1為模擬鹽穴儲庫地質環境的損傷巖鹽自愈合試驗裝置的結構示意圖。