[发明专利]一种高围压条件下高温射流破岩的实验方法和装置

权利要求书

1.一种高围压条件下高温射流破岩的实验装置，该实验装置包括：注入设备、高温流体反应生成设备、高围压模拟喷射设备；其中，

所述注入设备包括：液体燃料储罐、高压含氧气体储罐和冷却水储罐；

所述高温流体反应生成设备包括高温加热反应釜，所述高温加热反应釜的顶部设置同心双管注入管、第一出液口和第二出液口；其中，所述同心双管注入管分别与液体燃料罐、高压含氧气体储罐连通，所述第一出液口与第一冷凝器连通，所述第二出液口与高围压模拟喷射设备连通，所述第二出液口与所述高围压模拟喷射设备的连通管线上包裹陶瓷加热圈；

所述高围压模拟喷射设备包括高围压模拟喷射釜，所述高围压模拟喷射釜的入口处设置高温高压喷嘴，所述高温高压喷嘴的进液口与所述第二出液口连通，高围压模拟喷射釜的底部设有第三出液口；

所述液体燃料储罐、高压含氧气体储罐和冷却水储罐均与所述高温加热反应釜连通；

所述高温加热反应釜外部设置加热元件；

其中，所述冷却水储罐为高温加热反应釜内部提供水。

2.根据权利要求1所述的实验装置，其中，所述同心双管注入管的内管用于注入液体燃料，同心双管注入管的外管用于注入高压含氧气体。

3.根据权利要求1所述的实验装置，其中，所述高压含氧气体储罐与高温加热反应釜的连通管线上设置储气罐，所述高压含氧气体储罐与所述储气罐的连通管线上设置气体增压泵，所述储气罐与所述高温加热反应釜的连通管线上依次设置高压气体流量计、第二单向阀、第二截止阀。

4.根据权利要求1所述的实验装置，其中，所述液体燃料储罐与高温加热反应釜的连通管线上依次设置第一液体柱塞泵、第一液体流量计、第一单向阀和第一截止阀。

5.根据权利要求1所述的实验装置，其中，所述冷却水储罐与高温加热反应釜的底部连通，冷却水储罐与高温加热反应釜的连通管线上依次设置第二液体柱塞泵、第二液体流量计、第三单向阀和第三截止阀。

6.根据权利要求1所述的实验装置，其中，所述高温加热反应釜的底部设置有底部出口，所述底部出口与放空阀连接。

7.根据权利要求1所述的实验装置，其中，所述第一出液口与第一冷凝器的延长管线上依次设置第一安全阀和第一背压阀。

8.根据权利要求1所述的实验装置，其中，所述高围压模拟喷射釜内部设置岩样夹持器，所述岩样夹持器的底部设置有可升降电机，用于调节岩样和高温高压喷嘴之间的距离。

9.一种高围压条件下高温射流破岩的实验方法，其中，该实验方法是通过权利要求1-8任一项所述的高围压条件下高温射流破岩的实验装置完成的，该实验方法包括：

将所述高温加热反应釜内部的温度设置为530℃以上，压力设置为25MPa以上，高温加热反应釜内处于超临界水的状态，同时设置高围压模拟喷射釜的压力，模拟井底压力；

将含氧气体增压至40MPa；

待高温加热反应釜内部温度达到550℃，压力达到35MPa时，控制含氧气体的流量为10L/min，向高温加热反应釜内泵入含氧气体，同时向高温加热反应釜泵入液体燃料，当液体燃料和含氧气体在高温加热反应釜内部相遇时会发生强烈的氧化反应，产生水热火焰，产生大量的热，此时向高温加热反应釜内泵入冷却水，液体燃料和含氧气体在高温加热反应釜内部相遇时发生强烈的氧化反应产生的大量的热加热泵入反应釜中的冷却水，控制高温加热反应釜内部的温度为530℃以上，同时产生大量的高温流体；

向高围压模拟喷射釜内注入高温流体，当高围压模拟喷射釜内压力达到设定压力时，陶瓷加热圈温度达到设定温度后，调节岩样与喷嘴之间的距离，打开高温高压喷嘴进液口的阀门，实现高温流体对岩样的喷射。

10.根据权利要求9所述的实验方法，其中，所述高温加热反应釜的设定压力高于高围压模拟喷射釜的设定压力。