[发明专利]一种模拟地热尾水回灌路径的装置及其使用方法

说明书

一种模拟地热尾水回灌装置及其使用方法，包括装有清水的注水罐和装有着色液的注水罐分别通过第一阀门、第二阀门连接三通导管的第一、第二接口，三通导管的第三接口连接缓冲室、水泵入口，第一质量流量计入口，注水钢管，注水钢管穿过加压器一侧底板，加压器另一侧穿过取水钢管，取水钢管通过导管连接第二质量流量计、取水泵入，取水泵出口通过导管连接带有第四阀门的排水管相接，排水管伸入烧杯内部；加压器放置在模拟室内部，加压器的下方铺设透明石英珠层；透明石英珠层内铺设多个刚性透明网；使用时，观测着色液在模拟室内的运移情况，模拟地热尾水的回灌路径；本发明具有在小尺度范围内模拟地热尾水运移过程，间接预测地热尾水的回灌路径的优点。

技术领域

本发明涉及地热勘探开发技术领域，特别涉及一种模拟地热尾水回灌路径的装置及其使用方法。

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、应对全球变暖、治理雾霾具有重大意义。然而，随着地热资源的不断开发，局部地区已出现地下水位明显下降的趋势，严重影响了当地水资源的供应保证，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与预测，严重制约了地热回灌井前期设计的合理性与准确性。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力学理论也存在显著差异，因此预测结果与实际情况往往差距较大。

由于地下地质条件复杂，尚未形成合适的实验室装置以对实际地质背景、地下水分布与地热特征进行有效模拟，更不用说对地热尾水回灌路径的合理预测。尽管少数学者已提出实验模拟装置的初步设想，但尚未形成实际的模拟系统，也未详细描述具体的装置组合。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种模拟地热尾水回灌路径的装置，能够通过观测并记录着色液在模拟室内的运移情况，以达到模拟地热尾水回灌路径的目的。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种模拟地热尾水回灌装置，包括装有清水的注水罐1和装有着色液的注水罐5，装有清水的注水罐1和装有着色液的注水罐5分别通过第一阀门3、第二阀门7连接三通导管8的第一、第二接口，三通导管8的第三接口连接缓冲室9进水端，缓冲室9出水端通过带有第三阀门11的导管连接注水泵13入口，注水泵13出口通过导管连接第一质量流量计15入口，质量流量计15的出口通过导管连接注水钢管18，注水钢管18穿过加压器34一侧底板，加压器34另一侧穿过取水钢管23；注水钢管18和取水钢管23分别对称设置在加压器 34的左右两侧，注水钢管18和取水钢管23伸入到模拟室24内部铺设透明石英珠层20内；取水钢管23通过导管连接第二质量流量计 27的进口，第二质量流量计27出口通过导管连接取水泵29入口，取水泵29出口通过导管连接带有第四阀门31的排水管32相接，排水管32伸入烧杯33内部；加压器34放置在模拟室24内部，加压器 34的下方铺设透明石英珠层20；透明石英珠层20内铺设多个刚性透明网21。

进一步的，所述的加压器34顶部外接测力计35。

进一步的，所述的模拟室24正面放置摄录装置36。

进一步的，所述的注水钢管18与取水钢管23的管底分别蒙上塑料滤网。

一种模拟地热尾水回灌装置的使用方法，其步骤为：