一种干热岩储层开发过程模拟装置

本发明涉及一种干热岩储层开发过程模拟装置，属于干热岩开发。

背景技术：

1、干热岩是一种新兴地热能源，是一般温度大于180℃，埋深数千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体，现有的干热岩存量巨大，能够为人类开发和利用的热能，干热岩地热开采施工时会遇到各种各样的工程状况，为了在施工前尽可能的全面掌握实际施工中有可能遇到的工况以及具体工况下的开采效果，因此干热岩开发的模拟装置来进行实际模拟操作来为后续的实际开采施工提供理论和初步依据。

2、如公开号(cn110675721a)，公开的多工况干热岩地热开采模拟设备，包括干热岩维压模拟系统、水循环供排系统、压裂液循环供排系统，所述干热岩维压模拟机构用于施压对其内部的干热岩地热开采模拟实验，所述水循环供排系统用于实现向干热岩维压模拟系统内供水并接收干热岩维压模拟系统排出的水形成循环，所述压裂液循环供排系统用于实现向干热岩维压模拟系统内供压裂液并接收干热岩维压模拟系统排出的压裂液形成循环。该设备可以模拟各个地层压力及温度下的干热岩地热交换，并通过三维超声检测对干热岩压裂过程中的缝隙走势进行了分析。同时可以通过循环水管线实现地热开采过程中换热效率的模拟。

3、此技术方案在使用时，环形维压板和干热岩端头固定环对干热岩进形维压固定，在进行干热岩进行换热模拟试验时，干热岩出现裂缝，产生内应力时，容易造成环形维压板和干热岩端头固定环损坏，模拟干热岩层段的内应力大小变化较为困难，同时无法模拟干热岩的范围大小对换热的影响，使用不够灵活，使用过程存在一定弊端。

4、有鉴于此，特提出一种干热岩储层开发过程模拟装置。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种干热岩储层开发过程模拟装置，能够通过从动变形式裂压感应组件，实现对干热岩体裂压应力变化的模拟试验，同时通过将阻断隔板插接在干热岩体之间，能够将干热岩体分隔成不同的范围大小，实现对干热岩体不同范围大小下的换热模拟试验，使用灵活方便，有效提高了模拟试验的全面性。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种干热岩储层开发过程模拟装置，包括所述模拟试验箱体和所述干热岩体，所述模拟试验箱体内壁上固定安装有所述从动变形式裂压感应组件，所述从动变形式裂压感应组件一端安装有所述加热连接板，且所述加热连接板抵接在所述干热岩体侧壁上，所述干热岩体之间插接有所述阻断隔板，所述阻断隔板通过所述提拉式固定组件固定在所述模拟试验箱体中，所述模拟试验箱体一端内壁上开设有限位滑槽，所述限位滑槽内安装有所述横向推动组件，所述横向推动组件上安装有所述推动框架，且所述推动框架位于所述干热岩体一侧。

3、优选的，为了通过强力弹簧和所述加热连接板，能够将所述干热岩体的裂压强度传导到压力感应器上，所述从动变形式裂压感应组件包括所述压力感应器，所述压力感应器固定在所述模拟试验箱体内壁上，所述压力感应器上固定有所述强力连接弹簧，所述加热连接板固定在所述强力连接弹簧一侧。

4、优选的，为了通过所述连接横条，能够将所述阻断隔板从所述模拟试验箱体内抽出，所述提拉式固定组件包括所述连接横条，所述阻断隔板固定所述连接横条上，所述连接横条一端转动安装有所述横向连接柱。

5、优选的，为了通过控制所述提拉头，能够使所述限位销杆在所述旋转安装板上滑动，通过将所述限位销杆插接在所述限位销孔内，能够实现对所述连接横条和所述阻断隔板的固定，所述横向连接柱上固定安装有所述旋转安装板，所述旋转安装板上滑动插接有所述限位销杆，所述限位销杆一端固定安装有所述提拉头，所述限位销杆另一端插接在所述模拟试验箱体上开设的限位销孔内。

6、优选的，为了使得在所述自锁弹簧自动回复力的作用下，能够通过所述环形连接板带动所述限位销杆自动插接在所述限位滑槽内，所述限位销杆上固定安装有所述环形连接板，所述环形连接板通过所述自锁弹簧与所述旋转安装板弹性连接。

7、优选的，为了通过控制所述干热岩体的整体范围大小，能够使所述模拟生产管从不同范围所述干热岩体的情况下输出热能，同时通过所述启闭阀门，能够不影响单个所述模拟生产管的使用，所述阻断隔板数量三个，三个所述阻断隔板均匀分布在所述干热岩体内部，将所述干热岩体分隔成分离的四份，所述模拟试验箱体顶部固定安装有所述模拟进入管和所述模拟生产管，所述模拟生产管数量为三个，三个所述模拟生产管分别与三份所述干热岩体相连接，且三个所述模拟生产管上均安装有所述启闭阀门。

8、优选的，为了通过控制所述驱动控制电机开启，能够带动所述驱动螺纹杆在所述限位滑槽内转动，所述横向推动组件包括所述驱动控制电机和所述驱动螺纹杆，所述驱动控制电机固定在所述限位滑槽一端内壁上，所述驱动螺纹杆转动安装在所述限位滑槽另一端内壁上，且所述驱动螺纹杆一端与所述驱动控制电机的输出轴固定连接。

9、优选的，为了使得在驱动杆螺纹杆转动时，能够带动所述螺纹滑块在所述限位滑槽内滑动，从而通过所述蛇形让位杆带动所述推动框架移动，实现对所述干热岩体的推动，所述驱动螺纹杆上螺纹套接有所述螺纹滑块，且所述螺纹滑块滑动卡接在所述限位滑槽内，所述螺纹滑块上固定安装有所述蛇形让位杆，所述推动框架固定在所述蛇形让位杆一端。

10、本发明的有益效果是：能够使得在高压低温水注入到干热岩体内时，通过加热连接板将干热岩体内部的裂压应力传输至从动变形式裂压感应组件，通过从动变形式裂压感应组件，实现对干热岩体裂压应力变化的模拟试验，同时通过将阻断隔板插接在干热岩体之间，能够将干热岩体分隔成不同的范围大小，实现对干热岩体不同范围大小下的换热模拟试验，使用灵活方便，有效提高了模拟试验的全面性。

技术特征：

1.一种干热岩储层开发过程模拟装置，其特征在于：包括模拟试验箱体(1)和干热岩体(2)，所述模拟试验箱体(1)内壁上固定安装有从动变形式裂压感应组件(3)，所述从动变形式裂压感应组件(3)一端安装有加热连接板(4)，且所述加热连接板(4)抵接在所述干热岩体(2)侧壁上，所述干热岩体(2)之间插接有阻断隔板(5)，所述阻断隔板(5)通过提拉式固定组件(6)固定在所述模拟试验箱体(1)中，所述模拟试验箱体(1)一端内壁上开设有限位滑槽，所述限位滑槽内安装有横向推动组件(7)，所述横向推动组件(7)上安装有推动框架(8)，且所述推动框架(8)位于所述干热岩体(2)一侧。

2.根据权利要求1所述的一种干热岩储层开发过程模拟装置，其特征在于：所述从动变形式裂压感应组件(3)包括压力感应器(301)，所述压力感应器(301)固定在所述模拟试验箱体(1)内壁上，所述压力感应器(301)上固定有强力连接弹簧(302)，所述加热连接板(4)固定在所述强力连接弹簧(302)一侧。

3.根据权利要求1所述的一种干热岩储层开发过程模拟装置，其特征在于：所述提拉式固定组件(6)包括连接横条(601)，所述阻断隔板(5)固定所述连接横条(601)上，所述连接横条(601)一端转动安装有横向连接柱(602)。

4.根据权利要求3所述的一种干热岩储层开发过程模拟装置，其特征在于：所述横向连接柱(602)上固定安装有旋转安装板(603)，所述旋转安装板(603)上滑动插接有限位销杆(604)，所述限位销杆(604)一端固定安装有提拉头(607)，所述限位销杆(604)另一端插接在所述模拟试验箱体(1)上开设的限位销孔内。

5.根据权利要求4所述的一种干热岩储层开发过程模拟装置，其特征在于：所述限位销杆(604)上固定安装有环形连接板(605)，所述环形连接板(605)通过自锁弹簧(606)与所述旋转安装板(603)弹性连接。

6.根据权利要求1所述的一种干热岩储层开发过程模拟装置，其特征在于：所述阻断隔板(5)数量三个，三个所述阻断隔板(5)均匀分布在所述干热岩体(2)内部，将所述干热岩体(2)分隔成分离的四份，所述模拟试验箱体(1)顶部固定安装有模拟进入管(9)和模拟生产管(10)，所述模拟生产管(10)数量为三个，三个所述模拟生产管(10)分别与三份所述干热岩体(2)相连接，且三个所述模拟生产管(10)上均安装有启闭阀门(11)。

7.根据权利要求1所述的一种干热岩储层开发过程模拟装置，其特征在于：所述横向推动组件(7)包括驱动控制电机(701)和驱动螺纹杆(702)，所述驱动控制电机(701)固定在所述限位滑槽一端内壁上，所述驱动螺纹杆(702)转动安装在所述限位滑槽另一端内壁上，且所述驱动螺纹杆(702)一端与所述驱动控制电机(701)的输出轴固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种干热岩储层开发过程模拟装置，其特征在于：所述驱动螺纹杆(702)上螺纹套接有螺纹滑块(703)，且所述螺纹滑块(703)滑动卡接在所述限位滑槽内，所述螺纹滑块(703)上固定安装有蛇形让位杆(704)，所述推动框架(8)固定在所述蛇形让位杆(704)一端。

技术总结
本发明涉及一种模拟装置，具体为一种干热岩储层开发过程模拟装置，属于干热岩开发技术领域，包括模拟试验箱体和干热岩体，模拟试验箱体内壁上固定安装有从动变形式裂压感应组件，裂压感应组件一端安装有加热连接板，且加热连接板抵接在干热岩体侧壁上，干热岩体之间插接有阻断隔板，阻断隔板通过提拉式固定组件固定在模拟试验箱体中，模拟试验箱体一端内壁上开设有限位滑槽，限位滑槽内安装有横向推动组件，横向推动组件上安装有推动框架；本发明能够实现对干热岩体裂压应力变化的模拟试验，能够将干热岩体分隔成不同的范围大小，实现对干热岩体不同范围大小下的换热模拟试验，使用灵活方便，提高了干热岩开发模拟的全面性。

技术研发人员：牛庆合,王伟,上官拴通,苏野,齐晓飞,田兰兰,郑永香
受保护的技术使用者：石家庄铁道大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15