[發明專利]多功能深層地熱資源鉆完井實驗裝置

有效

• 申請號: 201810243979.3
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108572247B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 黃中偉;黃鵬鵬;李根生;宋先知;李敬彬
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;E21B43/26
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王春光

1.一種多功能深層地熱資源鉆完井實驗裝置；其特征在于，所述多功能深層地熱資源鉆完井實驗裝置包括圍壓裝置，所述圍壓裝置上能拆卸地設有壓裂結構，所述圍壓裝置上還能拆卸地設有鉆井結構；

所述圍壓裝置包括圍壓筒體，所述圍壓筒體內上下貫通地設置能容置巖樣的巖心室，所述圍壓筒體內設置有能給巖樣施加圍壓的加壓單元，所述加壓單元能密封所述巖樣的側壁和底面，所述圍壓筒體的上方設置有能自頂部壓緊巖樣的上壓板，所述圍壓筒體的下方設置有能與所述上壓板配合壓緊巖樣的下壓板，所述下壓板自底部密封所述巖心室；所述上壓板的下方設有能自頂部給巖樣加熱升溫的上加熱管，所述下壓板的上方設有能自底部給巖樣加熱升溫的下加熱管，所述圍壓筒體內設有能自巖樣側面給巖樣加熱升溫的側加熱管；

所述壓裂結構包括能穿設于巖樣內的壓裂液注入管，所述壓裂液注入管的側壁上設置壓裂液透孔，所述上壓板上設有貫通的且能封閉的壓裂液注入孔，所述壓裂液注入孔與所述壓裂液注入管的入口能連通地設置；

所述鉆井結構包括鉆井支撐架，所述鉆井支撐架上設置鉆頭加載部和鉆頭旋轉驅動部，所述上壓板上設有貫通的且能封閉的鉆頭過孔，所述鉆頭旋轉驅動部的底部設置能穿設通過鉆頭過孔的鉆頭，所述鉆頭旋轉驅動部能驅動所述鉆頭旋轉，所述鉆頭加載部能對所述鉆頭施加軸向載荷且能帶動所述鉆頭上下移動。

2.如權利要求1所述的多功能深層地熱資源鉆完井實驗裝置，其特征在于，所述上加熱管與所述上壓板之間設有上隔熱板，所述上隔熱板上貫通設置能與壓裂液注入孔連通的上隔熱板壓裂孔，所述上隔熱板上還貫通設置能與鉆頭過孔連通的上隔熱板鉆透孔，所述下加熱管與所述下壓板之間設有下隔熱板，所述側加熱管與所述加壓單元之間設有側面隔熱板。

3.如權利要求1所述的多功能深層地熱資源鉆完井實驗裝置，其特征在于，所述加壓單元包括能自巖樣的側面加壓夾緊巖樣的側部油缸，所述側部油缸能密封所述巖樣的側壁，所述側部油缸的油管密封穿設通過所述圍壓筒體的底部后與供油結構連通設置；所述加壓單元還包括能自巖樣的底面加壓夾緊巖樣的底部油缸，所述底部油缸位于所述下壓板和巖樣之間，所述底部油缸能密封所述巖樣的底面，所述底部油缸的油管密封穿設通過所述圍壓筒體的底部后與供油結構連通設置。

4.如權利要求1所述的多功能深層地熱資源鉆完井實驗裝置，其特征在于，所述圍壓筒體的外部四周設置多個螺桿立柱，各螺桿立柱的底部分別能拆卸地安裝于固定設置的對應的支撐腳上，所述上壓板和所述下壓板上對應地設置多個立柱過孔，各所述螺桿立柱分別穿設通過相對設置的立柱過孔，各所述螺桿立柱的頂部位于所述上壓板的上方分別套設有上螺母，各所述螺桿立柱位于所述下壓板的下方分別套設有下螺母。

5.如權利要求1所述的多功能深層地熱資源鉆完井實驗裝置，其特征在于，所述鉆井支撐架包括多個呈對稱設置于所述圍壓裝置兩側的豎直的支架立桿，位于圍壓裝置兩側的支架立桿的頂部設置能跨設于所述圍壓裝置上方的支架橫梁，所述鉆頭加載部包括所述支架立桿上滑動套設的升降支架，所述支架橫梁上設置有升降電機，所述升降電機能驅動所述升降支架上下移動，所述升降電機能通過所述升降支架給所述鉆頭施加軸向載荷；

所述鉆頭旋轉驅動部包括轉動設置于所述升降支架上的豎直的鉆取主軸，所述鉆取主軸的頂部與鉆取電機連接，所述鉆取主軸的底部轉動通過所述升降支架的底部后通過中空的鉆頭連接桿固定連接所述鉆頭。

6.如權利要求5所述的多功能深層地熱資源鉆完井實驗裝置，其特征在于，所述升降電機通過升降減速機連接有升降絲杠，所述升降絲杠的底部通過壓力傳感器支架與所述升降支架的頂部固定連接；所述升降支架的底部設置轉軸底護板，所述轉軸底護板上固定設置鉸接套，所述鉆取主軸能轉動地穿設通過所述鉸接套，所述轉軸底護板上設置有能將升降支架的軸向載荷傳遞給所述鉆頭連接桿的貼板，所述鉆頭連接桿的外壁上設置直徑呈增大設置的第一臺階部，所述貼板的底面與所述第一臺階部軸向抵靠。