[发明专利]一种积木式地热尾水回灌分析系统及使用方法

说明书

本发明提供的一种积木式地热尾水回灌分析系统及使用方法，包括储液罐、注液泵、第一阀门、观测室、模型积木、第二阀门、抽液泵、废液筒和摄录设备，其中，储液罐内填充有有色剂，储液罐的出水口通过注液泵连接观测室的进水口，观测室的出水口通过抽液泵连接废液筒的入口；模型积木布置在观测室内；摄录设备布置在观测室的正对面；第一阀门设置在储液罐的出水口和注液泵的连接管道上；第二阀门设置在抽液泵和废液筒入口的连接管道上；本发明克服了目前无法在实验室条件下快捷、方便地分析地热尾水回灌的缺点，能够利用实验室手段，为地热尾水回灌提供可靠的实验数据。

技术领域

本发明涉及地热勘探开发技术领域，特别涉及一种积木式地热尾水回灌分析系统及使用方法。

背景技术

地热资源是一种储量大、效率高、稳定性好的清洁可再生能源，对于节能减排、治理雾霾等方面具有重大意义。然而，随着地热资源的不断开发，部分地区地下水位下降明显，严重影响了当地水资源的有效供应，制约了水热资源的进一步开采。为了促进地热资源的可循环使用，部分省市已开展地热尾水回灌工作，并已在恢复地下水位方面起到了积极、显著的效果。

然而，由于地下沉积构造环境复杂，尾水注入后在地下的运移路径难以直接观测，严重制约了地热回灌井前期设计的准确性。目前主要存在地热尾水示踪、数值模拟等几种手段对尾水回灌进行预测。地热尾水示踪手段主要是通过向回灌井注入一定量的示踪剂，并通过在一定周期内对周围地热井进行取样检测，以达到回灌预测的目的。但是，尾水示踪手段需建立在已钻回灌井的基础上，严格意义上仅属于后期评价；同时尾水示踪周期通常多达数月甚至数年，不能及时有效地为下一步回灌井设计提供数据支撑。利用数值模拟手段也可对地下流体运移路径进行预测，但数值模拟参数设置受人为影响较大，且实际流体运移特征与流体力学理论也存在显著差异，因此预测效果往往不及预期。

由于地下地质条件复杂，尚未形成合适的实验室系统以对实际地质背景、地下水分布与地热特征进行有效模拟。尽管少数学者已提出实验模拟系统的初步设想，但往往需要利用3D打印技术制造复杂的地质模型，在时间与成本上都不具备推广优势。因此，有必要形成一种方便使用的地热尾水回灌分析系统，以满足对地热尾水实验室模拟的实际需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种积木式地热尾水回灌分析系统及使用方法,解决了现有尚未形成合适的实验室系统以对实际地质背景、地下水分布与地热特征进行有效模拟。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种积木式地热尾水回灌分析系统，包括储液罐、注液泵、第一阀门、观测室、模型积木、第二阀门、抽液泵、废液筒和摄录设备，其中，储液罐内填充有有色剂，储液罐的出水口通过注液泵连接观测室的进水口，观测室的出水口通过抽液泵连接废液筒的入口；模型积木布置在观测室内；摄录设备布置在观测室的正对面；

第一阀门设置在储液罐的出水口和注液泵的连接管道上；第二阀门设置在抽液泵和废液筒入口的连接管道上。

优选地，注液泵和观测室之间设置有第一质量流量计；抽液泵和观测室之间设置有第而质量流量计。

优选地，抽液泵和废液筒之间通过排液管连接，其中，排液管伸入至废液筒的底部。

优选地，观测室内设置有网格支架，所述网格化支架上阵列式布置有若干个单元格，每个单元格上放置有一个模型积木。

优选地，模型积木为土壤类、砂岩类、泥岩类、碳酸盐岩类、岩浆岩类、断裂/裂缝类或空白类。

一种积木式地热尾水回灌分析系统的使用方法，基于一种积木式地热尾水回灌分析系统，包括以下步骤:

步骤1，构建研究区的地质模型；

步骤2，根据步骤1得到的该研究区的地质模型，并结合观测室与模型积木的尺寸，构建网格化模型支架，并将构建的网格化模型支架放入观测室内；