[發明專利]一種地層溫度梯度模擬器

在審

• 申請號: 202010784397.3
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111929341A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 李小森;王屹;陳朝陽;夏志明;張郁;李剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;莫瑤江

1.一種地層溫度梯度模擬器，包括反應釜，所述反應釜包括反應釜體，其特征在于，在所述反應釜體內的上下兩端分別布置有上循環盤管和下循環盤管，以使得反應釜體內的上部和下部均形成等溫面；在所述反應釜體內，上循環盤管和下循環盤管之間間隔設置有N根控溫管，以使得在反應釜體內產生垂直溫度梯度，N為正整數；所述控溫管均是采用獨立的熱交換裝置來實現熱傳導介質在控溫管內的循環。

2.如權利要求1所述的地層溫度梯度模擬器，其特征在于，所述反應釜還還包括安裝在反應釜體上端面的上平蓋封頭以及安裝在反應釜體下端面的下平蓋封頭，所述上循環盤管靠近上平蓋封頭，所述下循環盤管靠近下平蓋封頭；所述上循環盤管和下循環盤管也均采用獨立的熱交換裝置來實現熱傳導介質在盤管內的循環。

3.如權利要求1所述的地層溫度梯度模擬器，其特征在于，所述N根控溫自下而上等距分布且控溫管之間的溫差恒定。

4.如權利要求3所述的地層溫度梯度模擬器，其特征在于，所述控溫管之間的溫差表示為：

ΔT＝(T₁-T₂)/(N+1)；其中，T₁為下循環盤管的溫度，T₂為上循環管的溫度，T₁＞T₂。

5.如權利要求3所述的地層溫度梯度模擬器，其特征在于，在所述反應釜體內還設置有溫度傳感器，以用于監測上循環盤管、下循環盤管以及N根控溫管的溫度，并將所監測到的溫度數據傳輸至控制器，由控制器根據所監測到溫度數據來實時調整各熱交換裝置的工作，以使得反應釜體內的垂直溫度梯度實時保持穩定狀態。

6.如權利要求2所述的地層溫度梯度模擬器，其特征在于，在所述上平蓋封頭和下平蓋封頭中對應設置有上中心井過孔和下中心井過孔，以用于安裝中心井；在所述下平蓋封頭中還設置有注砂孔以及注液注氣孔；在所述上平蓋封頭中還設置有井網及測點布置安裝孔，以用于安裝井網以及監測傳感器；所述下循環盤管在反應釜體內的布置方式為避開注砂孔、中心井過孔以及注液注氣孔；所述上循環盤管在反應釜內的布置方式為避開中心井過孔、井網及測點布置安裝孔。

7.如權利要求1或6所述的地層溫度梯度模擬器，其特征在于，所述下循環盤管接口布置布置在反應釜體上，密封形式采用O型圈插接方式，下循環盤管預埋在填砂中且填砂到位再安裝下平蓋封頭，O型圈與下平蓋封頭組成下循環管聯接接頭。

8.如權利要求1或6所述的地層溫度梯度模擬器，其特征在于，所述上循環盤管接口布置在上平蓋封頭上，上循環盤管用管卡固定在上平蓋封頭上，固定卡子加絕熱隔套，密封形式采用O型圈插接方式，O型圈與上平蓋封頭組成上循環管聯接接頭。

9.如權利要求1所述的地層溫度梯度模擬器，其特征在于，所述反應釜體中部設置有轉軸，以通過翻轉機構實現整體180°翻轉。

10.如權利要求1或9所述的地層溫度梯度模擬器，其特征在于，所述反應釜體與上、下平蓋封頭之間的鏈接，采用法蘭式螺栓孔聯接；反應釜體與上、下平蓋封頭設計有定位銷軸；在上、下平蓋封頭中均設計有吊環；在所述反應釜體與上、下平蓋封頭之間設有兩丁腈橡膠O形圈，端面榫槽安裝。