一种基于中子照相平台研究液体在干热岩中入渗的装置的制作方法

本实用新型涉及中子射线成像技术，尤其涉及一种基于中子照相平台研究液体在干热岩中入渗的装置。

背景技术：

随着我国经济的持续快速增长，对能源的需求越来越大。由于煤等一次能源的减少以及开采难度的增大，寻找新的可替代能源迫在眉睫。因此，大力发展新能源势在必行，地热资源成为新能源中的佼佼者。研究表明，地壳中的干热岩体所蕴含的能量相当于全球所有石油、天然气和煤炭所蕴藏能量的30倍。所以干热岩体的开发利用成为世界各国研究的热点。地热资源的开采和利用主要是通过钻孔和加压方式将冷水注入到高温岩体中，然后注入的冷水被岩石加热后再经过附近的出水井喷出地面进行发电。这就决定了研究水等液体在高温岩体中的渗流机理具有重要意义。目前，大多数研究还只是在常温的情况下，对高温的渗流机理研究较少，而且在这些研究中，大都只是推导出理论再对渗流结果进行比较，对液体在岩石中渗流的具体过程并不清楚，没能实现渗流过程的可视化研究；在已有的研究设备中，大都造价高昂，使用费用高，且由于中子对设备材料要求的特殊性，能够用于中子成像的设备少之又少。因此，设计一套简便易行、费用较低，能实现渗流过程的可视化，并能配合中子照相的设备尤为重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种基于中子照相平台研究液体在干热岩中入渗的装置，本实用新型利用中子射线成像技术，通过调节可调速蠕动泵的转动速度来控制液体下落，并利用加热片对试样进行加热来模拟干热岩真实状态，最终通过转动电机带动试样旋转，完成整个液体入渗过程的三维图像结果，从而实时定量化研究水等富氢流体在模拟干热岩入渗过程中，渗流场在温度场影响下的时间和空间的演化过程。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于中子照相平台研究液体在干热岩中入渗的装置，包括：

转动电机、转轴、转动台、加热片、导线、温控箱、固定架、可调速蠕动泵、胶管、支撑台和储液容器，所述转动电机与所述转动台通过所述转轴相连，所述加热片通过所述导线与所述温控箱相连，所述加热片置于所述转动台中央，所述固定架固定于所述转轴上，所述温控箱置于所述固定架上，所述可调速蠕动泵固定于所述支撑台上，所述储液容器通过所述胶管与所述可调速蠕动泵相连。

优选的，所述固定架在所述转轴上固定状态良好且所述固定架可跟随所述转轴平稳转动。

优选的，所述转动台由转动盘和储液槽组成，所述转动台为铝合金材质。

优选的，所述加热片为铝合金材质，所述加热片上放置的试样优选为深部岩层的干热岩固体样品，深部岩层的干热岩固体样品的尺寸小于所述加热片尺寸。

与相关装置相比，本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型述及的基于中子照相平台研究液体在干热岩中入渗的装置，具有结构简单，便于安装，成本低，可操作性强，解决了如何基于中子照相平台研究液体在干热岩中入渗的问题；(2)本实用新型利用中子射线技术且安装有转动电机，可以对液体在试件内部运移的三维演变过程进行可视化研究；(3)所选用的加热片可由温控箱控制，通过对温控箱进行调节，实现对干热岩温度的精确化控制，从而进行模拟不同温度场下干热岩中的渗流研究；(4)所设计的转动台由转动盘和储液槽组成，储液槽可以对实验过程中渗流出来的液体进行临时收集，避免污染实验室环境和损坏实验装置；(5)本实验中的滴定液体由可调速蠕动泵控制，通过对蠕动泵的速度进行调节，控制滴定液体的下滴速度和间隔。

附图说明

图1为本实用新型实施例的基于中子照相平台研究液体在干热岩中入渗装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的转动电机、转轴、转动台、加热片和温控箱的分解图；

图中：1—中子射线；2—探测器；3—试样；4—转动电机；5—转轴；6—转动台；7—转动盘；8—储液槽；9—加热片；10—温控箱；11—导线；12—固定架；13—可调速蠕动泵；14—胶管；15—储液容器；16—支撑台。

具体实施方式

下面对本实用新型做进一步描述，但本实用新型的保护范围并不局限于以下所描述具体实施方式的范围。

结合图1、图2，展示了一种基于中子照相平台研究液体在干热岩中入渗的装置，其中：

固定架12固定在转轴5上，温控箱10安放在固定架12上，加热片9放置在转动盘7中央，导线11将温控箱10与加热片9连接，试样3放置在加热片9中央，支撑台16将可调速蠕动泵13固定好，可调速蠕动泵13的一口通过胶管14与放置在地面的储液容器15相连，另一口连接胶管14固定在支撑台16的一端，使胶管14出液口正对在试样3中央；本装置中的储液容器15用于添加水等被测量液体，被测量液体通过可调速蠕动泵13按照预设的速度匀速滴在试样3上，通过转动电机4带动转轴5及连接转轴的温控箱10、转动台6、加热片9和试样3旋转，在中子射线1照射下，由探测器2接收射线信号，完成试样3中渗流场的三维照像。

结合图1所示，将本实用新型组装完毕后(此时未放置试样3)，人员撤出房间，进行具体的操作步骤：

(1)开启中子设备，对明场、暗场数据进行采集；

(2)采集完毕，然后关闭中子设备，待安全后进入房间，将试样3放在加热片9上，人员撤出，打开中子设备，对干燥试样3进行图像采集；

(3)图像采集完毕，关闭中子设备，前期采集工作完成；

(4)然后进入房间，打开温控箱10，设置好温度值，加热片9开始加热到所设定的温度，等待试样3整体温度不再改变，在储液容器15中加满被测量液体，人员撤出房间；

(5)再次开启中子设备，远程遥控开启可调速蠕动泵13，储液容器15中储集的被测量液体通过可调速蠕动泵13滴在试样3上，实验人员进行湿润样品的图像采集，直至实验结束。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。为本实用新型的各种组成部分在不冲突的条件下可以相互结合，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。