[发明专利]含气页岩应力-渗流-温度耦合及驱替试验的装置及方法

权利要求书

1.含气页岩应力-渗流-温度耦合及驱替试验的装置，其特征在于包括三轴压力腔室、轴压加载系统、围压加载系统、上游气体压力加载系统、上游液体压力加载系统、下游气液混合流体收集系统、多组分混合气体收集系统、抽真空装置、加温系统和数据采集控制系统；所述的轴压加载系统连入连通三轴压力腔室的轴压室，围压加载系统连通三轴压力腔室的围压室，上游气体压力加载系统和上游液体压力加载系统通过加温系统连通到三轴压力腔室的试样底部流体注入端口，下游气液混合流体收集系统和多组分混合气体收集系统通过抽真空装置连通三轴压力腔室的试样顶部流体流出端口；所述的上游气体压力加载系统、上游液体压力加载系统和下游气液混合流体收集系统通过RS232电缆与数据采集控制系统连接，上游气体压力加载系统和上游液体压力加载系统通过数据采集控制系统控制混合流体的定比例等压注入。

2.根据权利要求1所述的含气页岩应力-渗流-温度耦合及驱替试验的装置，所述的下游气液混合流体收集系统设置在三轴压力腔室的顶部，包括第一高压气瓶、第一减压阀、第六截止阀、第五三通阀、第五截止阀、第三压力传感器、第三自动稳压阀、气水分离装置、电子天平和第十四截止阀；其特征在于还包括第一高压注入泵，所述的第一高压注入泵连接在第五三通阀的进口和第五截止阀的出口之间，第一高压注入泵通过自身配备的传感器和数据采集盒将压力和位移电信号换成所需数字信号，再通过RS232电缆与计算机之间进行通信。

3.根据权利要求1所述的含气页岩应力-渗流-温度耦合及驱替试验的装置，所述的上游气体压力加载系统设置在三轴压力腔室的底部，包括第二高压气瓶、第二减压阀、第七截止阀、第八截止阀、第四压力传感器和第四自动稳压阀；其特征在于还包括第二高压注入泵，所述的第二高压注入泵连接在第七截止阀的出口与第八截止阀的进口之间，第二高压注入泵通过自身配备的传感器和数据采集盒将压力和位移电信号换成所需数字信号，再通过RS232电缆与计算机之间进行通信。

4.根据权利要求1所述的含气页岩应力-渗流-温度耦合及驱替试验的装置，所述的上游液体压力加载系统包括储水罐、第三减压阀、第九截止阀、第十截止阀、第五压力传感器和第五自动稳压阀；其特征在于还包括第三高压注入泵，所述的第三高压注入泵连接在第九截止阀的出口与第十截止阀的进口之间，第三高压注入泵通过自身配备的传感器和数据采集盒将压力和位移电信号换成所需数字信号，再通过RS232电缆与计算机之间进行通信。

5.根据权利要求1所述的含气页岩应力-渗流-温度耦合及驱替试验的装置，所述的轴压加载系统包括油泵、轴压泵、第一截止阀、第一压力传感器、第一三通阀、第二截止阀和第二三通阀；其特征在于还包括第一自动稳压阀，所述的第一自动稳压阀连接在第一压力传感器的一端接口与第一三通阀的进口之间。

6.根据权利要求1所述的含气页岩应力-渗流-温度耦合及驱替试验的装置，所述的围压加载系统包括油泵、围压泵、第四截止阀、第二压力传感器、第三三通阀、第三截止阀和第二三通阀；其特征在于还包括第二自动稳压阀，所述的第二自动稳压阀连接在第二压力传感器的一端接口与第三三通阀的出口之间。

7.根据权利要求1所述的含气页岩应力-渗流-温度耦合及驱替试验的装置，其特征在于所述的加温系统包括具有多通阀门的流体混合容器中的恒温水域、第十一截止阀和三轴压力腔室内部左右侧壁上分别连接的内加温装置；所述的具有多通阀门的流体混合容器通过第十一截止阀连入到三轴压力腔室的试样底部流体注入端口； 所述的上游液体压力加载系统在驱替实验中，作为上游另一种气体压力加载系统，耦合实验中的注入气、水定比例混合流体或驱替实验中的多组分定比例混合气体汇入到具有多通阀门的流体混合容器中； 为了防止不锈钢耐压管线散热造成注入液体的温度降低，在上游气体压力加载系统、上游液体压力加载系统、下游气液混合流体收集系统、多组分混合气体收集系统、抽真空装置和加温系统中的所有不锈钢耐压管线外部包裹保温夹套。