[发明专利]用于干热岩微观结构变化的探测装置

说明书

本发明提供了一种用于干热岩微观结构变化的探测装置，涉及岩石渗流力学相关技术领域，以解决现有技术中对干热岩微观孔隙结构的分析主要采用CT扫描和核磁共振方法，成本高且实验测试程序复杂的技术问题。该装置包括温度处理系统、质量采集系统、探测溶液存储系统、防风系统和数据处理系统，探测溶液存储系统设置在防风系统内部，探测溶液存储系统顶部设置有允许岩芯夹持器穿过的开口，岩芯夹持器与质量采集系统连接，质量采集系统放置于防风系统顶部，防风系统内部设置有摄像部和升降系统且升降系统位于探测溶液存储系统底部，能通过升降系统调整待测试样浸入探测溶液存储系统的探测溶液深度，摄像部和质量采集系统均与数据处理系统连接。

技术领域

本发明涉及岩石渗流力学相关的技术领域，尤其是涉及一种用于干热岩微观结构变化的探测装置。

背景技术

干热岩是指内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体，一般以温度高于150摄氏度的花岗岩或致密变质岩为主，干热岩主要的商用价值是提取内部的热量。作为一种新型的高效低碳清洁能源，干热岩具有储量巨大、分布广泛、供能稳定的优点。

干热岩热能开发过程中的首要工作是通过水力压裂技术在地下数千米岩石储层形成复杂的人工裂缝网络，然后将低温工质注入地热储层中，先后在注入井、人工裂缝网络和生产井之间进行循环流动，与干热岩储层进行流动换热，从而提取干热岩中的热能进行地面供暖、发电等。

水力压裂形成的干热岩人工裂缝网络复杂度越高，低温工质与高温地热储层的流动换热效率越高。而在不同温度作用下干热岩的微观孔隙结构会发生显著变化，高温作用会降低岩石矿物颗粒间的胶结作用，使矿物颗粒间作用力降低，从而会产生大量微裂纹，这可以提高干热岩的有效换热面积。

对干热岩微观孔隙结构的分析，目前主要采用CT扫描和核磁共振方法对某一时刻下干热岩的切片进行微观结构检测，但是，本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：

这种方法成本高，实验测试程序复杂。而采用干热岩质量变化监测方法，并结合不同时刻干热岩外表面气泡和颜色的变化图像，对干热岩在不同温度处理后自发吸水质量进行分析，既可以获得不同时间间隔下干热岩微观孔隙结构的变化机理，又可以提高探测效率，而且此方法能够达到同样的检测效果。为了更加详细分析干热岩储层在不同温度作用下微观结构的变化，提高干热岩储层的热能提取效率，降低注入工质在地热储层中的流动损失。因此需要一种新的检测装置和方法，对不同温度作用下干热岩微观结构变化进行探测。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于干热岩微观结构变化的探测装置，以解决现有技术中对干热岩微观孔隙结构的分析，目前主要采用CT扫描和核磁共振方法对某一时刻下干热岩的切片进行微观结构检测，成本高且实验测试程序复杂的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于干热岩微观结构变化的探测装置，包括温度处理系统、质量采集系统、探测溶液存储系统、防风系统和数据处理系统，其中，所述探测溶液存储系统设置在所述防风系统内部，所述探测溶液存储系统的顶部设置有允许岩芯夹持器穿过的开口，所述岩芯夹持器与所述质量采集系统连接，所述质量采集系统放置于所述防风系统顶部的上表面，所述防风系统的内部还设置有摄像部，通过所述摄像部获取待测试样外表面气泡和颜色图像，所述防风系统内部还设置有升降系统且所述升降系统位于所述探测溶液存储系统的底部，能通过所述升降系统调整所述岩芯夹持器夹持的待测试样浸入所述探测溶液存储系统的探测溶液深度，所述摄像部和所述质量采集系统均与所述数据处理系统连接。

优选地，所述温度处理系统包括加热机构和冷却机构，所述加热机构能对待测试样进行高温处理以实现不同的加热温度和加热速率，所述冷却机构能对待测试样进行低温冷却处理。

优选地，所述加热机构为马弗炉，所述冷却机构为液氮冷却罐。

优选地，所述质量采集系统包括精密电子天平，所述精密电子天平采用下挂称量方式，所述电子天平底端连接有秤钩，所述岩芯夹持器与所述秤钩转动连接。