[實(shí)用新型]一種可改變裂隙開度的高溫裂隙滲流模擬裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721835050.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN207816775U
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竇斌;田紅;高輝;劉恒偉;陳東燦;肖鵬;丁根榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 馮必發(fā)

本實(shí)用新型公開了一種可改變裂隙開度的高溫裂隙滲流模擬裝置，通過進(jìn)水口傳輸模擬進(jìn)入地下巖石的低溫水，活動(dòng)滑板與蓋板連接形成空腔，內(nèi)部填充巖塊，低溫水流進(jìn)巖塊中，通過裂隙均勻分布的陶瓷支撐球改變裂隙的開度，采用電加熱板對(duì)巖塊內(nèi)滲流的低溫水進(jìn)行加熱，經(jīng)出水口流出，通過進(jìn)水溫度傳感器、進(jìn)水壓力傳感器、出水溫度傳感器、出水壓力傳感器、流量計(jì)采集的進(jìn)出水的溫度、壓力計(jì)流量信息，微型溫度與流量傳感器采集的裂隙內(nèi)部流體流動(dòng)與巖石溫度分布以及換熱情況，對(duì)裂隙高溫流體滲流的機(jī)理研究提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及地?zé)衢_采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可改變裂隙開度的高溫裂隙滲流模擬裝置。

背景技術(shù)

干熱巖的儲(chǔ)量十分豐富，它所儲(chǔ)的熱能約為已探明的地?zé)豳Y源總量的30％，比蒸汽、熱水和地壓型資源要大得多，比煤炭、石油、天然氣的熱能總和還要大。地殼中干熱巖所蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全球所有石油、天然氣和煤炭所蘊(yùn)藏能量的30倍。基于現(xiàn)有地?zé)釡y(cè)量數(shù)據(jù)，中國(guó)大陸地區(qū)3～10km深度段干熱巖地?zé)豳Y源總量為2.09×107EJ，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查發(fā)布的資源基數(shù)為(2.52×107EJ)，相當(dāng)于71.5×105億t標(biāo)準(zhǔn)煤；即使按2％的可開采資源量計(jì)算，亦達(dá)4.2×105EJ，相當(dāng)于14.3×103億t標(biāo)準(zhǔn)煤，是中國(guó)大陸2010年能源消耗總量的4400倍。隨著傳統(tǒng)化石能源的日益減少，地?zé)崮芫邆湓谥袊?guó)能源中占有重要位置的資源基礎(chǔ)。中國(guó)地?zé)豳Y源構(gòu)成中，干熱巖地?zé)豳Y源占主導(dǎo)地位，其可采資源量(即使按2％提取)是傳統(tǒng)水熱型地?zé)豳Y源量的168倍。

增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)(EGS)是在干熱巖地層進(jìn)行人工壓裂形成的熱儲(chǔ)層，是從地下深部低滲透性干熱巖中經(jīng)濟(jì)地采出相當(dāng)數(shù)量地?zé)崮艿娜斯さ責(zé)嵯到y(tǒng)。EGS的地?zé)豳Y源主要儲(chǔ)藏在地殼內(nèi)部(3～5km)，所以在生產(chǎn)期間會(huì)完成兩口相距100～800m間距的井，即注入井和生產(chǎn)井。由注入井向地下人工壓裂的裂隙中注入較低溫度(50～80℃)的流體，使流體充分穿過人工裂隙與干熱巖發(fā)生對(duì)流熱交換，最后在地表，從生產(chǎn)井中獲得工業(yè)所需要的較高溫度(120～250℃)的流體，用于發(fā)電等用途。最后冷卻后的水再次通過高壓泵注入地下熱交換系統(tǒng)循環(huán)使用。

由于人工壓裂的熱儲(chǔ)絕大部分均受到一條單一裂縫影響，在EGS穩(wěn)定的生產(chǎn)過程中，裂隙開度變化很小，不便于研究單一裂隙滲流的傳熱機(jī)理。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種含有注水井與出水井的水平裂隙滲流，可改變裂隙開度的模擬裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例采用的技術(shù)方案是，一種可改變裂隙開度的高溫裂隙滲流模擬裝置，包括進(jìn)水口、出水口、活動(dòng)滑板、蓋板、電加熱板、進(jìn)水溫度傳感器、進(jìn)水壓力傳感器、出水溫度傳感器、出水壓力傳感器、流量計(jì)、微型溫度與流量傳感器；所述活動(dòng)滑板與所述蓋板可拆卸式連接形成空腔，所述空腔內(nèi)部填充巖塊，巖塊之間設(shè)有裂隙，所述裂隙的邊緣均勻分布陶瓷支撐球；在所述裂隙內(nèi)緊貼巖塊均勻分布所述微型溫度與流量傳感器；所述電加熱板位于所述活動(dòng)滑板與所述巖塊的底部之間；與所述進(jìn)水口連通的進(jìn)水管路上依次設(shè)置所述進(jìn)水溫度傳感器、進(jìn)水壓力傳感器；與所述出水口連通的出水管路上依次設(shè)置出水溫度傳感器、出水壓力傳感器、流量計(jì)。

優(yōu)選地，所述活動(dòng)滑板與所述巖塊之間設(shè)有保溫層，所述電加熱板位于所述保溫層與所述巖塊之間；緊貼巖塊一周設(shè)置防水密封塞。

優(yōu)選地，所述活動(dòng)滑板與所述蓋板之間設(shè)有隔熱板，所述隔熱板與所述蓋板之間設(shè)有填充砂礫的布袋。

優(yōu)選地，所述出水口設(shè)有4個(gè)，其中一個(gè)所述出水口作為模擬生產(chǎn)井，所述進(jìn)水口與作為模擬生產(chǎn)井的出水口間隔400mm。

優(yōu)選地，還包括存儲(chǔ)不同溫度去離子水的恒溫供液槽，與所述進(jìn)水管路連通。

優(yōu)選地，還包括出水槽，與所述出水管路連通。

優(yōu)選地，還包括溫度控制裝置，所述溫度控制裝置與所述電加熱板連接。