[發(fā)明專利]一種原位CT在線掃描驅(qū)替實驗系統(tǒng)及應(yīng)用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111052222.4
• 申請日: 2021-09-08
• 公開（公告）號: CN113740513B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李燕芳;張通;唐明;楊鑫;于祥;譚輝
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N23/046
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本發(fā)明公開了一種原位CT在線掃描驅(qū)替實驗系統(tǒng)及應(yīng)用方法。所述原位CT在線掃描驅(qū)替實驗系統(tǒng)，包括掃描系統(tǒng)、外接系統(tǒng)。本發(fā)明通過掃描系統(tǒng)實現(xiàn)煤巖原位CT在線驅(qū)替掃描，通過外接系統(tǒng)實現(xiàn)恒溫恒壓條件下巖心的驅(qū)替實驗，最終在兩大系統(tǒng)裝置的高效配合下，實現(xiàn)巖心在三軸條件下，氣、液相單相驅(qū)替實驗及氣、液相混相驅(qū)替實驗原位CT在線掃描，得到三軸加載條件下，全應(yīng)力應(yīng)變過程巖心微觀孔裂隙結(jié)構(gòu)及流固介質(zhì)演化的實時圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種原位CT在線掃描驅(qū)替實驗系統(tǒng)以及應(yīng)用所述系統(tǒng)的方法。

背景技術(shù)

有效表征原位環(huán)境下，巖心真實的孔裂隙結(jié)構(gòu)特征對煤層氣開采、油氣勘探領(lǐng)域具有重大意義。目前，用于表征巖心孔隙結(jié)構(gòu)的方法有很多種，如SEM、NMR、CT等，其中CT(計算機斷層掃描技術(shù))的發(fā)展廣為關(guān)注。現(xiàn)有的CT掃描技術(shù)在微巖心情況下精度上可以達到納米級別，但是對于實現(xiàn)全巖心原位儲層條件下氣、液、固在線驅(qū)替掃描，仍存在技術(shù)瓶頸?；谏鲜銮闆r，迫切需要一種原位CT在線掃描驅(qū)替實驗系統(tǒng)，實現(xiàn)在三軸條件下，同步進行氣、液、固相混相驅(qū)替實驗，反演巖心原位儲層條件，并可以高精度、短時耗獲得巖心內(nèi)部空裂隙微觀結(jié)構(gòu)特征、多相流體微觀運移規(guī)律與分布特征。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過掃描機構(gòu)實現(xiàn)巖心原位CT在線驅(qū)替掃描，通過掃描系統(tǒng)實現(xiàn)巖心原位CT在線驅(qū)替掃描，通過外接系統(tǒng)實現(xiàn)恒溫恒壓條件下巖心的驅(qū)替實驗，最終在兩大系統(tǒng)裝置的高效配合下，實現(xiàn)巖心在三軸條件下，氣、液相單相驅(qū)替實驗及氣、液相混相驅(qū)替實驗原位CT在線掃描，得到三軸加載條件下，全應(yīng)力應(yīng)變過程巖心微觀孔裂隙結(jié)構(gòu)及流固介質(zhì)演化的實時圖像。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種原位CT在線掃描驅(qū)替實驗系統(tǒng)，包括：

掃描系統(tǒng)，包括巖心夾持器、軸壓進液口、圍壓出液口、圍壓進液口、驅(qū)替進氣口、底座、驅(qū)替進液口、驅(qū)替出液口、驅(qū)替出氣口、巖心膠套、圍壓室、巖心、環(huán)狀射線接收器、自動伸縮旋轉(zhuǎn)三相射線源、旋轉(zhuǎn)軌道、卡槽、樣品臺、中央控制器、連接線；外接系統(tǒng)，包括驅(qū)替裝置、驅(qū)替儲液罐、驅(qū)替氣瓶、恒溫恒壓循環(huán)裝置、管線，所述中央控制器置于所述巖心夾持器左前方，所述驅(qū)替裝置置于所述巖心夾持器左側(cè)，所述驅(qū)替儲液罐置于所述驅(qū)替裝置上，所述驅(qū)替氣瓶置于所述驅(qū)替裝置左側(cè)，所述恒溫恒壓循環(huán)裝置置于所述巖心夾持器右側(cè)，所述巖心夾持器置于所述樣品臺上部，并通過所述底座與所述樣品臺固定連接，所述旋轉(zhuǎn)軌道置于所述樣品臺外圍，且內(nèi)置有所述卡槽，并通過所述連接線與所述中央控制器連接，所述自動伸縮旋轉(zhuǎn)三相射線源與所述旋轉(zhuǎn)軌道卡槽式連接，所述環(huán)狀射線接收器置于所述旋轉(zhuǎn)軌道外圍，并通過所述連接線與所述中央控制器連接，所述軸壓進液口置于所述巖心夾持器左上部，所述圍壓出液口置于所述巖心夾持器左上部且位于所述軸壓進液口下方，所述圍壓進液口置于所述巖心夾持器左下部且位于所述驅(qū)替進氣口上方，所述驅(qū)替進氣口置于所述巖心夾持器左下部，所述驅(qū)替進液口置于所述巖心夾持器右下部，所述驅(qū)替出液口置于所述巖心夾持器頂部，所述驅(qū)替出氣口置于所述巖心夾持器右上部，所述巖心膠套、所述圍壓室置于所述巖心夾持器內(nèi)部，所述巖心置于所述巖心膠套內(nèi)，所述驅(qū)替裝置通過所述管線與所述驅(qū)替儲液罐連接，所述驅(qū)替儲液罐通過所述管線分別與所述驅(qū)替進液口和所述軸壓進液口連接，所述驅(qū)替氣瓶通過所述管線與所述驅(qū)替進氣口連接，所述恒溫恒壓循環(huán)裝置通過所述管線分別與所述圍壓進液口和所述圍壓出液口連接。

優(yōu)選地，所述巖心夾持器置有所述軸壓進液口、所述圍壓出液口、所述圍壓進液口、所述驅(qū)替進氣口、所述驅(qū)替進液口、所述驅(qū)替出液口、所述驅(qū)替出氣口，并通過所述底座與所述樣品臺固定連接，且由高強度透明材料構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述自動伸縮旋轉(zhuǎn)三相射線源通過所述卡槽與所述旋轉(zhuǎn)軌道卡槽式連接，所述旋轉(zhuǎn)軌道通過所述連接線與所述中央控制器連接。

優(yōu)選地，所述環(huán)狀射線接收器置于所述旋轉(zhuǎn)軌道外圍，并通過所述連接線與所述中央控制器連接。

本發(fā)明還提出了一種原位CT在線掃描驅(qū)替實驗系統(tǒng)應(yīng)用方法，應(yīng)用上述系統(tǒng)，其包括如下工作步驟：