[發(fā)明專利]一種地熱勘探監(jiān)測用干熱巖層研究的設(shè)備

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• 申請日: 2022-08-15
• 公開（公告）號: CN115343445A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王先超;黃體士;胡樂偉;李振興;李肖蘭;張玲;王建;徐陽;高樹理;韓易城;王磊;主恒祥;許傳杰;尹海玲;徐業(yè)飛;張哲;路學寶;楊鑫淼
• 申請（專利權(quán)）人: 山東地礦新能源有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01D21/02
• 代理公司: 深圳市興科達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44260
• 代理人: 覃曼萍

本發(fā)明公開了一種地熱勘探監(jiān)測用干熱巖層研究的設(shè)備，包括加熱系統(tǒng)、密封與保溫系統(tǒng)、注采循環(huán)系統(tǒng)、監(jiān)測裝置以及干熱巖巖體，加熱系統(tǒng)，所述加熱系統(tǒng)包括恒溫箱和一電熱機構(gòu)，所述恒溫箱呈方型，且所述恒溫箱上部開設(shè)第一凹槽，在所述恒溫箱箱內(nèi)設(shè)置有一電加熱機構(gòu)，所述電加熱機構(gòu)用于對所述恒溫箱箱體內(nèi)部保持溫度；本發(fā)明的裝置通過可實際操控的工具來切割干熱巖巖體，將第一細鋼管和第二細鋼管插入至干熱巖巖體內(nèi)部，與巖體內(nèi)部的裂縫形成流體通道，通過模擬水力壓裂造成的縫隙，巧妙地避開了實際模擬裝置中不能或難以真實采用水力壓裂的障礙，同時還設(shè)置了溫度和壓力的測量裝置，分別能實時測量干熱巖巖體內(nèi)部的溫度和壓力值，同時，恒溫箱及電熱機構(gòu)可保持干熱巖體模擬時的環(huán)境溫度，避免由于溫度過低導致模擬實驗結(jié)果不準確，本發(fā)明能根據(jù)實地地質(zhì)情況的不同調(diào)整裂縫形狀來得到更為準確的實驗規(guī)律。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及干熱巖地熱開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地熱勘探監(jiān)測用干熱巖層研究的設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著石油勘探開發(fā)的難度越來越大，可再生能源的開發(fā)與利用，越來越受到重視。與其他可再生能源相比，干熱巖資源具有資源量大、利用系數(shù)最高和生命周期二氧化碳排放最低的優(yōu)勢。干熱巖開發(fā)過程中基本不會對自然生態(tài)環(huán)境造成影響，干熱巖發(fā)電技術(shù)可大幅降低溫室效應(yīng)和酸雨對環(huán)境的影響，且不受季節(jié)、氣候制約，可以有效取代煤炭、石化能源消耗，有效保護生態(tài)環(huán)境。

盡管國內(nèi)干熱巖的勘查開發(fā)在局部地區(qū)取得了階段性成果，并且開發(fā)利用前景廣闊，但是依然存在很多問題。如速度上的問題：我國干熱巖勘查開發(fā)節(jié)奏過快，對全國及特定地熱異常區(qū)的地溫場特征、構(gòu)造背景條件認識不夠深入，同時對干熱巖資源的成因模式理解不足；以及標準上的問題：我國干熱巖勘查缺少相關(guān)標準及規(guī)范，眾多技術(shù)難題難以在短時間內(nèi)取得突破。這些問題，嚴重影響了我國干熱巖資源開發(fā)的科學發(fā)展。

現(xiàn)階段通常是構(gòu)建干熱巖增強型地熱系統(tǒng)模型研究，即使用不規(guī)則熱源，給經(jīng)巖石壓制裝置壓制而成的模擬地層施加側(cè)向壓力，并將循環(huán)液全程置于U型管內(nèi)進行注采，這種方法操作簡單，能夠模擬一些特定地層條件，但在干熱巖增強型地熱系統(tǒng)實際開發(fā)過程中，由于主要采用水力壓裂進行儲層改造，且地質(zhì)情況不同，故地層內(nèi)裂縫形狀與大小難以控制，上述方法僅僅簡單地采用U型管進行注采，明顯不能模擬干熱巖增強型地熱系統(tǒng)開發(fā)過程中的地層內(nèi)裂縫，同時考慮到巖石壓制裝置壓制而成的模擬地層不是真實地層，在縱向剖面上隨著地質(zhì)年代逐漸形成的多層分布難以真實模擬，且地層內(nèi)各向壓力平衡，側(cè)向加壓顯得多余。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種地熱勘探監(jiān)測用干熱巖層研究的設(shè)備，使干熱巖地熱模擬系統(tǒng)開發(fā)過程的裝置更為簡單便利，同時更加貼近實際，從而探究更為科學準確以及適用性廣的開發(fā)規(guī)律。

鑒于上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：一種地熱勘探監(jiān)測用干熱巖層研究的設(shè)備，包括加熱系統(tǒng)、密封與保溫系統(tǒng)、注采循環(huán)系統(tǒng)、監(jiān)測裝置以及干熱巖巖體，

加熱系統(tǒng)，所述加熱系統(tǒng)包括恒溫箱和一電熱機構(gòu)，所述恒溫箱呈方型，且所述恒溫箱上部開設(shè)第一凹槽，在所述恒溫箱箱內(nèi)設(shè)置有一電加熱機構(gòu)，所述電加熱機構(gòu)用于對所述恒溫箱箱體內(nèi)部保持溫度；

密封與保溫系統(tǒng)，所述密封與保溫系統(tǒng)包括一方形箱體，及一水泥層，及一保溫層，所述方形箱體頂部開設(shè)有第二凹槽，所述方形箱體內(nèi)壁面膠結(jié)所述水泥層，所述保溫層覆蓋在所述方形箱體頂部，且所述保溫層與所述方形箱體形成一腔體，該腔體用于放置干熱巖巖體；

注采循環(huán)系統(tǒng)，所述注采循環(huán)系統(tǒng)由細鋼管組，及與所述細鋼管組連接的循環(huán)泵構(gòu)成，所述細鋼管組包括第一細鋼管、第二細鋼管及呈橫狀設(shè)置在所述干熱巖巖體底部內(nèi)部、兩端部分別與所述第一細鋼管和所述第二細鋼管連通的流體通道，所述第一細鋼管和所述第二細鋼管均呈縱向依次穿過所述保溫層和所述水泥層，伸入至所述干熱巖巖體內(nèi)部，所述第一細鋼管和所述第二細鋼管呈平行狀，所述循環(huán)泵通過第二采集管與所述第二細鋼管連通，所述循環(huán)泵為循環(huán)介質(zhì)提供動力；