[發明專利]率定平臺水循環溫度控制系統

有效

• 申請號: 202110052233.6
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112835400B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張朝鵬;謝和平;張茹;張澤天;陳領;高明忠;張志龍;李怡航;楊陽;李佳南;黃偉
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G05D27/02
• 分類號: G05D27/02;G01D21/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發明公開了一種率定平臺水循環溫度控制系統，應用于深部原位保真取芯“五保”能力率定平臺，包括降溫池、污水池、降溫盤管、加熱管道、第一高頻感應線圈、第二高頻感應線圈、低壓泵、高壓泵、第一溫壓傳感器、第二溫壓傳感器、第三溫壓傳感器、第一壓力變送器、第二壓力變送器、第一液控閥、第二液控閥、第三液控閥、第四液控閥、第一安全閥、第二安全閥、第三安全閥、模擬艙體、第一常溫管道、第二常溫管道和第三常溫管道。本發明通過數據自動采集系統與計算機技術，在保證高溫高壓管道安全的同時，為深部原位高溫高壓環境模擬艙提供了可靠的溫壓控制系統，能夠為深地原位巖體力學及深地科學前沿探索提供基礎預研條件。

技術領域

本發明屬于率定平臺溫度控制技術領域，具體涉及一種率定平臺水循環溫度控制系統。

背景技術

目前，地球淺部礦產資源已逐漸枯竭，資源開發不斷走向地球深部，煤炭開采深度已達1500m，地熱開采深度超過3000m，金屬礦開采深度超過4350m，油氣資源開采深度達7500m，深部資源開采已成為常態。

探明深部巖石特性，為深部進軍提供強有力的支持，就必須在實際工程的深部原位保真取芯工作前，先在實驗室中還原深部環境，并測試取芯系統的可靠性。而目前針對還原原位環境實驗的溫壓控制裝置，基本停留在淺部巖石力學實驗階段，甚至是常溫常壓階段；同時，很少考慮應力-溫度-滲透壓力三場耦合的情況，可能在試樣內部各點未達到均勻時就開始了鉆芯或力學實驗，這樣做會導致較大的偏差，無法正確還原巖石的原位環境，得出的實驗結論或者取出的巖芯與實際情況有所誤差。

在深地環境中，與淺部最明顯的區別就是其高溫高壓的環境，其溫壓環境可以達到100℃與100MPa以上，為了研究深部原位取芯，必須了解深部原位溫壓情況下的各種性質，該發明即為深部原位保真取芯模擬艙提供了溫度控制系統。在一些模擬取芯或者原位實驗中，溫壓的加載路徑十分重要，特別是在深地中100+℃與100+MPa級別的溫壓環境，若溫壓加載路徑不一致，會導致水體氣化，對整個實驗系統造成巨大擾動。

發明內容

本發明的目的是為了解決模擬艙內溫度的水循環控制問題，提出了一種率定平臺水循環溫度控制系統，在保證流體在施加溫壓環境過程中不至發生相變的同時，能夠保持溫壓施加過程平穩，防止因溫壓耦合效應致使溫壓環境超出單項控制極限。

本發明的技術方案是：一種率定平臺水循環溫度控制系統包括降溫池、污水池、降溫盤管、加熱管道、第一高頻感應線圈、第二高頻感應線圈、低壓泵、高壓泵、第一溫壓傳感器、第二溫壓傳感器、第三溫壓傳感器、第一壓力變送器、第二壓力變送器、第一液控閥、第二液控閥、第三液控閥、第四液控閥、第一安全閥、第二安全閥、第三安全閥、模擬艙體、第一常溫管道、第二常溫管道和第三常溫管道；

降溫盤管固定設置于降溫池內；降溫盤管的輸入端通過第二常溫管道和模擬艙體固定連接，其輸出端固定設置于污水池內；加熱管道的一端和第三常溫管道的一端均固定設置于降溫池內；加熱管道的外壁上依次固定設置有第一高頻感應線圈、低壓泵、第一溫壓傳感器和第二高頻感應線圈；加熱管道的另一端通過高壓泵和第一常溫管道的一端固定連接；第一常溫管道的第一支路外壁上固定設置有第二液控閥、第一安全閥、第一壓力變送器和第二溫壓傳感器，其第二支路外壁上固定設置有第三液控閥、第二安全閥和第二壓力變送器；第一支路的另一端和第二支路的另一端均與模擬艙體固定連接；高壓泵還與第三常溫管道的一端固定連接；第三常溫管道的另一端固定設置于降溫池內；第三常溫管道的外壁上固定設置有第一液控閥和第三溫壓傳感器；第二常溫管道的外壁上固定設置有第四液控閥；

低壓泵、高壓泵、第一壓力變送器和第二壓力變送器均與計算機通信連接。

本發明的有益效果是：

(1)本水循環溫度控制系統能夠準確地在深部原位高溫高壓環境模擬艙中還原深地高溫高壓的賦存環境，通過各類傳感器進行溫壓調控；同時，增設過濾系統，過濾掉通過模擬艙內試樣的液體中的泥沙，防止對其他系統造成破壞。