[实用新型]地下岩芯导水率试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及检测与自控领域，特别是涉及一种地下岩芯导水率试验装置。

背景技术

我国是世界上较早利用地热资源的国家之一，自20世纪50年代起，国家先后投资数十亿元，开展了全国地热资源调查和重点地区地热资源的勘查评价工作，初步掌握了全国地热基本状况和分布规律，探明了一大批中低温地热田。据初步统计，全国主要沉积盆地距地表2000米以内储藏的地热能，相当于2500 亿吨标准煤的热量，2007年，全国直接开采利用的地热流体资源量约4.46亿立方米，其中有近50％为孔隙型中低温地热资源。

深层地热能作为可再生绿色能源，通过地下水这一载体提取出地面并加以利用，是节能减排、保护环境的有效途径，因此得到了广泛重视。但是，在目前大规模开发利用地热资源的主要地区，由于长期粗放地开发利用，导致热储压力不断下降，大都出现了地热田水位持续下降的问题，有些地区甚至出现了资源枯竭现象。

为了解决这一问题，世界各国都开始进行地热回灌。地热回灌不仅解决了地热尾水排放有可能造成的热污染及其他污染等情况，由于地热资源的绝大部分热能储存在岩石骨架中，地热回灌通过把温度较低的水注入热储中，经过加热后再抽取出来，不仅改善或恢复了热储的产热能力，提高了地热资源的再利用效率，还保持了热储的流体压力，维持了地热田的开采条件，预防了地面沉降，是保证地热资源可持续开发利用的重要技术手段。

但是，目前还没有掌握回灌条件下流体在砂岩热储中的运移规律，深入研究孔隙型回灌缺乏数据支持。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够对不同压力设定值下地下岩芯的水传导率进行测量的试验装置，能够对不同地区的砂岩孔隙型热储的岩心进行专门测试，从而掌握回灌条件下流体在砂岩热储中的运移规律，为深入研究孔隙型回灌提供数据支持。

为此，本实用新型的技术方案如下：

一种地下岩芯导水率试验装置，包括上下依次设置的储水器、控流器、恒压器、试验筒、密封罩、计量筒和计量衡器以及可编程逻辑控制器、触摸屏、数据记录仪、数据处理器、水温传感器、环境温度传感器和计时器；所述储水器与恒压器之间由管道连接；所述控流器安装在该管道上，用于控制从储水器流入恒压器的水的流量，保证恒压器内水的恒压；所述恒压器带有液位信号，下端与试验筒的上端连通，且二者密封连接；所述试验筒内放置有岩芯试件，试验筒的下端和所述计量筒的上端连通，且二者由密封罩密闭；所述计量衡器用于随时计量或定时计量进入计量筒内的水的重量，并将该重量输出给所述可编程逻辑控制器；所述的可编程逻辑控制器分别与触摸屏的显示面板、数据记录仪、数据处理器数据线连接，用于设定和监测恒压器内的液位，并控制控流器的出水流量，实现恒压；通过所述触摸屏设置所述恒压器的试验压力参数、设置计量衡器测量水重量的时间间隔，并显示储水器内水的温度、测量水的重量、环境温度和试验时间；数据分析处理器依据计量参数和设定的程序，计算岩芯试件的水的传导率数值，将结果显示在触摸屏上，并通过记录仪接口输出；所述水温传感器设置在所述储水器中；所述计时器用于测定计量衡器测量水重量的时间，所述环境温度传感器用于测定环境温度。

所述地下岩芯导水率试验装置：还包括一支架，所述支架包括底座、支架柱和支撑杆，所述计量筒和计量衡器安装在底座上，所述储水器、控流器、恒压器、试验筒、密封罩和计量筒安置在支架柱上，并通过紧固结构紧固，所述支撑杆由多个支撑杆支撑。

所述试验筒和计量筒通过一密封罩密封连接，防止内部水汽泄漏。所述试验筒内，岩芯试件与试验筒之间用防水型密封材料密封。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的试验装置实现了全程自动数据采集，并根据实时采集的数据实现闭环控制，达到了在试验室条件下，模拟地下环境，测取地下岩土实际导水量以及现场地层物性的试验数据，从而可以真实掌握地下水位移状况，为深层地热能储量的勘查、地热能开发利用、回灌补给等工作提供重要依据。通过该实验装置，可以在触摸屏上设置恒压器压力设定值、采集水温、水重量、环境温度测量的时间间隔等各参数；依据压力限值，通过嵌入式可编程逻辑控制器对控流器的流量控制，实现恒压器中压力值的自动恒定；在恒压作用下，水不断进入试验筒、均匀流过试验筒中岩芯试件；流出试件的水通过密封罩中的封闭环进入计量筒中，计量衡器测量出水的重量；各种运行参数和计算结果均可在触摸屏的显示面板中显示，并通过记录仪和数据分析处理器输出。通过该装置可进行不同压力设定值下的地下岩芯水传导率的测量，从而掌握回灌条件下流体在砂岩热储中的运移规律，为深入研究孔隙型回灌提供数据支持。