[發明專利]一種地熱尾水砂巖回灌條件下的室內模擬土柱實驗裝置

在審

• 申請號: 202010693703.2
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111882966A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 馮波;趙宇輝;劉鑫;劉曦遙;崔振鵬
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G09B23/40
• 分類號: G09B23/40;G01N15/08;G01N33/24
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 李丹

本發明涉及地熱尾水回灌領域，具體是一種地熱尾水砂巖回灌條件下的室內模擬土柱實驗裝置，包括供水結構、土柱管和溶液收集結構，所述土柱管分別與所述供水結構和溶液收集結構連接，所述土柱管的外圓周上設有恒溫水浴結構，所述恒溫水浴結構用于保持所述土柱管的溫度在設定范圍；所述土柱管上分別間隔設有測壓孔和采樣口，所述測壓孔連接有用于測量水壓力的測壓結構，所述采樣口連接有采樣器，所述采樣口與土柱管的內腔接通。本發明的有益效果是：整體結構簡單，取樣方便；且設置的恒溫水浴結構模擬了地熱尾水砂巖回灌條件下溫度環境，增加了模擬土柱實驗的條件參數，使實驗更加真實、精確。

技術領域

本發明涉及地熱尾水回灌領域，具體是一種地熱尾水砂巖回灌條件下的室內模擬土柱實驗裝置。

背景技術

地熱資源是一種儲量大、效率高、穩定性好的清潔可再生能源，對于節能減排、應對全球變暖、治理霧霾具有重大意義。然而，隨著地熱資源的不斷開發，局部地區已出現地下水位明顯下降的趨勢，嚴重影響了當地水資源的供應保證，制約了水熱資源的進一步開采。碳酸巖熱儲的回灌問題已基本解決，而砂巖熱儲回灌率低則成為中-低溫地熱資源可持續開發利用的瓶頸。地熱資源開采及回灌過程中發生顆粒運移、水巖反應等現象，儲層的孔隙度和滲透率等參數也會發生變化，導致儲層滲流力降低。

如何確定回灌過程中滲透率的變化和發生的水巖反應是目前保證地熱可持續開發利用的重要一環。此外，目前已有的砂巖室內模擬土柱實驗多集中于雨水淋溶、污染物遷移和地下水回灌等方面，極少考慮溫度因素；且現有的一些砂巖回灌室內試驗裝置結構復雜，取樣不方便。

發明內容

本發明的目的在于提供一種地熱尾水砂巖回灌條件下的室內模擬土柱實驗裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種地熱尾水砂巖回灌條件下的室內模擬土柱實驗裝置，包括供水結構、土柱管和溶液收集結構，所述土柱管分別與所述供水結構和溶液收集結構連接，所述土柱管的外圓周上設有恒溫水浴結構，所述恒溫水浴結構用于保持所述土柱管的溫度在設定范圍；所述土柱管上分別間隔設有測壓孔和采樣口，所述測壓孔連接有用于測量水壓力的測壓結構，所述采樣口連接有采樣器，所述采樣口與土柱管的內腔接通。

作為本發明進一步的方案：所述恒溫水浴結構包括水浴箱，所述水浴箱的頂部設有與所述土柱管貼合的蓋板。

作為本發明再進一步的方案：所述水浴箱上設有開孔，所述開孔用于供所述采樣器和測壓結構穿過，還用于觀測水浴箱內的水位。

作為本發明再進一步的方案：所述土柱管內設有由篩板分隔形成的水流緩沖區與滲流區，設置在所述土柱管頂部、底部的所述水流緩沖區分別與供水結構和溶液收集結構連接。

作為本發明再進一步的方案：所述測壓結構包括測壓管和連接件，所述測壓管通過連接件連接測壓孔。

作為本發明再進一步的方案：所述測壓管上設有用于讀數的刻度表。

作為本發明再進一步的方案：所述供水結構包括供水箱、蠕動泵和水箱，所述水箱分別與蠕動泵和土柱管連接，所述蠕動泵輸送供水箱內的水為所述水箱供水。

作為本發明再進一步的方案：所述水箱上設有溢流孔，所述溢流孔用于保持所述水箱內的水位在設定值。

作為本發明再進一步的方案：所述溶液收集結構包括集水箱和連接管，所述集水箱通過所述連接管連接所述土柱管底部。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：整體結構簡單，取樣方便；且設置的恒溫水浴結構模擬了地熱尾水砂巖回灌條件下溫度環境，增加了模擬土柱實驗的條件參數，使實驗更加真實、精確。

附圖說明

圖1為地熱尾水砂巖回灌條件下的室內模擬土柱實驗裝置的結構示意圖。