[发明专利]地层呼吸效应模拟装置及方法

权利要求书

1.一种地层呼吸效应模拟装置，其特征在于，包括：

外筒体，其内放置有人工地层，所述人工地层具有人工井眼，所述人工地层的外部包裹有气垫，所述气垫与所述外筒体之间形成有下部环空；所述人工井眼沿所述人工地层的轴心处设置且为不穿透的孔眼；

内筒体，密封设置在所述人工地层的上方，所述内筒体与所述外筒体之间形成有上部环空，所述上部环空与所述下部环空相连通；所述内筒体中穿设有注液管，所述注液管能伸入所述人工井眼内；

监测机构，具有液位监测器和压力传感器，所述压力传感器设置在所述内筒体的下端面并位于所述人工井眼内，所述液位监测器能监测所述下部环空中的流体介质的液位高度；

其中，所述下部环空设有至少两个支撑环，所述至少两个支撑环套设在所述气垫的外侧并沿所述外筒体的轴线方向间隔设置，各所述支撑环上沿其圆周方向间隔设有多个流通槽。

2.如权利要求1所述的地层呼吸效应模拟装置，其特征在于，所述内筒体具有内筒本体，所述内筒本体的下端密封连接有内密封盖，所述内筒本体的上端密封连接有上盖，所述注液管穿设于所述上盖和所述内密封盖，所述注液管与所述内密封盖密封连接。

3.如权利要求2所述的地层呼吸效应模拟装置，其特征在于，所述内筒本体的内壁沿圆周方向间隔设有多个轴向通槽，所述内密封盖的外壁沿圆周方向间隔设有多个滑块，所述滑块能密封滑动地嵌设在所述轴向通槽中。

4.如权利要求3所述的地层呼吸效应模拟装置，其特征在于，所述上盖的下端面沿圆周方向间隔设有多个插入块，在所述上盖盖设在所述内筒本体的上端的状态下，所述插入块能卡入所述轴向通槽中。

5.如权利要求1所述的地层呼吸效应模拟装置，其特征在于，所述液位监测器为红外测距传感器，所述红外测距传感器设置在所述外筒体的上端；或者，所述液位监测器为设置在所述外筒体上部外壁上的刻度标线。

6.如权利要求1所述的地层呼吸效应模拟装置，其特征在于，所述外筒体的上端设有注液阀，所述外筒体的下端设有排液阀，所述注液阀与所述上部环空相连通，所述排液阀与所述下部环空相连通。

7.如权利要求1所述的地层呼吸效应模拟装置，其特征在于，所述外筒体为透明筒体，其外部包裹有金属防护层。

8.如权利要求1所述的地层呼吸效应模拟装置，其特征在于，所述内筒体的下端外壁设有环凸台，所述环凸台的外径与所述气垫的外径相同。

9.一种采用如权利要求1～8中任一项所述的地层呼吸效应模拟装置的模拟方法，其特征在于，所述模拟方法包括如下步骤：

步骤S1：向所述地层呼吸效应模拟装置的下部环空内注入流体介质，并记录所述下部环空内的初始液位高度；

步骤S2：通过所述地层呼吸效应模拟装置的注液管向人工地层的人工孔眼内注入所述流体介质，并通过压力传感器监测所述人工孔眼内的压力数据，直至所述压力传感器监测的压力值达到初设压力值；

步骤S3：维持所述初设压力值至设定时长，通过所述液位监测器监测所述下部环空中的流体介质的液位高度；

步骤S4：改变通入所述注液管内的所述流体介质的注入压力并维持一定的时长，通过所述液位监测器实时监测所述下部环空中的流体介质的当前液位高度。