[發明專利]模擬干熱巖致裂形成裂縫形態的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010500016.4
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111595694A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 汪道兵;董永存;秦浩;韓東旭;孫東亮;宇波
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/06
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 譚承世

1.一種模擬干熱巖致裂形成裂縫形態的裝置，其特征在于，包括架體(1)、巖芯限位結構以及加熱裝置，其中，

所述巖芯限位結構設置在所述架體(1)上，所述巖芯限位結構內形成有用與放置巖芯的容納腔，所述巖芯限位結構用以模擬當容納腔內的巖芯膨脹致裂時所述巖芯受到的周圍地應力作用；所述加熱裝置與所述巖芯限位結構相連接且所述加熱裝置用以對所述容納腔內的巖芯進行加熱用以模擬地熱溫度。

2.根據權利要求1所述的模擬干熱巖致裂形成裂縫形態的裝置，其特征在于，所述巖芯限位結構包括厚壁筒(3)，所述厚壁筒(3)放置在所述架體(1)上且所述巖芯能放置在所述厚壁筒(3)內，所述厚壁筒(3)為分體結構且拆卸所述厚壁筒(3)時能便于觀察巖芯裂縫形態；

所述裝置還包括填充材料，所述填充材料用于填充在所述厚壁筒(3)與所述巖芯之間的縫隙以便于模擬所述巖芯在膨脹致裂的過程中受到的周向地應力的作用。

3.根據權利要求2所述的模擬干熱巖致裂形成裂縫形態的裝置，其特征在于，所述厚壁筒(3)包括兩個半圓厚壁筒(31)，每個所述半圓厚壁筒(31)沿高度方向上的兩端均存在有連接部(32)，所述連接部(32)向遠離厚壁筒(3)中心位置的方向延伸，兩個所述半圓厚壁筒(31)相對應的連接部(32)通過連接件可拆卸連接；兩個所述半圓厚壁筒(31)中其中一個所述半圓厚壁筒(31)的連接部(32)上設置有頂開孔，所述頂開孔用于兩個所述半圓厚壁筒(31)的拆卸；

所述填充材料為紫銅皮和/或薄鐵片。

4.根據權利要求2所述的模擬干熱巖致裂形成裂縫形態的裝置，其特征在于，所述巖芯限位結構包括上墊板(4)和下墊板(5)，所述下墊板(5)設置在所述架體(1)上且所述巖芯能支撐在所述下墊板(5)上，所述上墊板(4)懸掛在所述架體(1)上且所述上墊板(4)的高度可調節，所述上墊板(4)用來與放置在所述厚壁筒(3)內的巖芯的上端面相接觸，當調節所述上墊板(4)與所述厚壁筒(3)內的巖芯的上端面相接觸時，所述上墊板(4)和所述下墊板(5)用以模擬所述巖芯在膨脹致裂的過程中受到垂向地應力作用。

5.根據權利要求4所述的模擬干熱巖致裂形成裂縫形態的裝置，其特征在于，所述上墊板(4)與螺桿(6)相連接，所述螺桿(6)穿過所述架體(1)上的固定螺母(14)，所述螺桿(6)與所述固定螺母(14)螺紋連接，轉動所述螺桿(6)時能改變所述上墊板(4)的高度；

所述架體(1)上設置有限位凹槽，所述下墊板(5)位于所述限位凹槽內，所述下墊板(5)插入所述厚壁筒(3)，且所述巖芯高度與所述上墊板(4)以及所述下墊板(5)的厚度之和不大于所述厚壁筒(3)的高度；

所述下墊板(5)的直徑與所述上墊板(4)的直徑相一致。

6.根據權利要求2-5中任一項所述的模擬干熱巖致裂形成裂縫形態的裝置，其特征在于，所述架體(1)包括上板(11)、下板(12)以及固定桿(13)，所述上板(11)通過所述固定桿(13)支撐在所述下板(12)的上方，所述下板(12)上設置有限位凹槽，所述厚壁筒(3)放置在所述下板(12)上，所述上板(11)位于所述厚壁筒(3)的上方，所述裝置的螺桿(6)穿過所述上板(11)。

7.根據權利要求2-5中任一項所述的模擬干熱巖致裂形成裂縫形態的裝置，其特征在于，所述加熱裝置包括加熱套和溫度控制器(2)，所述加熱套與所述溫度控制器(2)相連接，所述加熱套包裹在所述巖芯限位結構厚壁筒(3)的外側以用于對所述厚壁筒(3)內的巖芯進行加熱；

所述溫度控制器(2)連接有兩個溫度傳感器，兩個所述溫度傳感器設置在所述巖芯和所述厚壁筒(3)的內壁之間，兩個所述溫度傳感器在所述厚壁筒(3)直徑方向正對分布；

通過所述溫度控制器(2)的控制能實現不同速率的溫升以及能實現多個溫升速率交替的加熱方式。