[发明专利]一种地热资源抽采模拟实验装置

说明书

本发明公开了一种地热资源抽采模拟实验装置，包括地层模拟腔、岩石压制装置、热液采汲装置、热源系统、温度监测装置和侧向压力装置，实验所用的岩石采用上述岩石压制装置在上述地层模拟腔中逐层压制成型；热液采汲装置包括U型采液管和高温泵，上述U型采液管在岩石压制后铺设，且U型采液管通过高温管与高温泵连接；采用侧向压力装置对制成的岩石施加压力，采用上述热源系统为上述地层模拟腔内的岩石提供热量，并通过温度监测装置来监控热液抽采对岩层温度分布的影响。本发明更准确的模拟了地质岩层的结构和受力状况，实验的数据更加准确可靠。

技术领域

本发明涉及地热技术领域，尤其涉及一种地热资源抽采模拟实验装置。

背景技术

地热能与风能、太阳能相比，具有不受天气影响、稳定、资源丰富的优势，与传统的化石燃料对比具有无污染、可再生的特点，绿色环保。

地热资源按温度分为高温、中温、低温三类。温度大于150℃的地热以蒸汽形式存在叫高温地热；90℃-150℃的地热以水和蒸汽的混合物形式存在叫中温地热；温度大于25℃、小于90℃的地热以温水(25℃-40℃)、温热水(40℃-60℃)、热水(60℃-90℃)等形式存在，叫低温地热。

虽然，目前对地热资源的开放利用较多，但是，地热勘查评价滞后于开发利用，对地下高温热源的不规则形状以及不同高温热源结构对地层温度分布的影响缺少研究，尤其是对高温地热的热液抽采对地层温度分布的影响研究较少，导致重开发轻勘查和研究、不合理开发、破坏浪费资源现象频发影响了地热资源勘查开发规划的制定、资源的开发利用以及地热产业发展。

为此申请号为201611068309.X的公开了一种用于增强型地热系统的模拟实验装置及利用其评价孔隙型砂岩热储改造的方法，如图2所示，所述模拟实验装置包括：换热室；所述换热室上开设有一入口和与所述入口对应设置的出口，所述入口和所述出口均与所述换热室1’连通，所述出口的数量为两个；预制岩块2’，所述预制岩块2’放置在所述换热室1’内，所述预制岩块中还设置有一注入井筒21’、第一生产井筒22’及第二生产井筒23’，所述注入井筒21’位于所述第一生产井筒22’和所述第二生产井筒之间23’，所述注入井筒21’与所述入口连通，所述第一生产井筒22’和所述第二生产井筒23’分别与两个所述出口连通，所述预制岩块2’中预设有缝隙，微型压强传感器9’和微型温度传感器8’嵌设在所述缝隙中；电加热板3’，所述电加热板3’设在所述换热室1’的外表面上；恒温供液槽4’，所述恒温供液槽4’通过第一管道穿过所述入口与所述第一入井筒连通22’；两个集液槽5’，两个所述集液槽5’分别穿过两个所述出口后，分别与所述第一生产井筒22’、所述第二生产井筒23’连通；高压柱塞泵6’设在所述第一管道中；水平地应力模拟装置7’，若干个所述水平地应力模拟装置7’均匀的分布在所述换热室的外表面上。所述微型温度传感器8和所述微型压强传感器9均连接有数据采集系统，所述数据采集系统与计算机16连接，用于对入口和出口的管道内压强、温度及换热室1中各点压强和温度进行数据采集。另外，所述模拟实验装置还包括铺设在换热室1’外围的保温层10’、第一温度传感器11、第二温度传感器13、第一压强传感器12、第二压强传感器14，所述第一温度传感器11和所述第一压强传感器12串联连接在所述入口和所述高压柱塞泵6之间，所述第二温度传感器13和所述第二压强传感器14串联连接在所述出口和所述集液槽5。所述模拟实验装置还包括流量计15，所述流量计15设置在所述出口与集液槽5中间，与所述出口连通。此发明虽然对采热过程温度压力分布进行监测，对采热一段时间后温度恢复、热能提取效率、稳定产时间进行实验模拟，但是由于实际采热时，特别是高温地热，热源通常是不规则形状，电加热板板并不能很好的模拟实际的热源形状，与实际的地热的热源分布有较大的差异，容易造成实验误差，且地下岩层分布是随着地质年代逐渐形成的，在纵向剖面上呈现出多层分布，层与层之间的岩石性质不同，使用上述预制岩块不能有效的反应这一特点，而不同的层的岩石所产生的热压都不同，因此使用上述预制岩块与实际地热开采时的实际温度压力分布有一定的偏差。另外在实际地热开采时，岩层受到的并非水平的应力，因此上述水平地应力模拟装置不能有效的对实际情况进行模拟。