[发明专利]模拟原位条件下超临界二氧化碳煤岩压裂CT成像和评价装置及其使用方法

权利要求书

1.一种模拟原位条件下超临界二氧化碳煤岩压裂CT成像和评价装置，其特征在于：该装置由原位环境模拟装置、CT扫描装置、超临界二氧化碳压裂装置、渗透率测量装置与数据采集装置五大装置组成；

所述原位环境模拟装置由岩心夹持器、轴压加载泵、围压双缸循环流体加载泵及温度控制子装置构成，煤样试件置于岩心夹持器内部，夹持器置于高精度机械转台之上，轴压加载泵通过高压管线与岩心夹持器底部的轴压缸体相连，为煤样试件提供稳定的轴向压力流体，围压双缸循环流体加载泵通过高压管线分别与岩心夹持器围压缸体的上部和下部连接，形成围压流体的内部循环流动，起连接作用的高压管线置于温度控制子装置的内部，温度控制子装置由热电偶和温度传感器组成，通过加热注入的围压流体实现对岩心夹持器内部环境的温度控制；

所述CT扫描装置为原位环境模拟装置中的煤样试件提供可视化观测，该装置由X光机、X射线接收器、高精度机械转台及计算机组成，岩心夹持器位于高精度机械转台上，X光机与X射线接收器分设在岩心夹持器的两侧且二者对应设置；X光机发射锥束X射线透射煤样试件，经X射线接收器接收后将数据传输至计算机，计算机对信号进行分析重建得到煤样试件的CT图像；

所述超临界二氧化碳压裂装置是对原位环境模拟装置中的煤样试件进行恒定流量条件下的超临界二氧化碳注入，以达到压裂煤样试件的目的；该装置是由液态二氧化碳储罐、二氧化碳增压泵、超临界二氧化碳储罐、二氧化碳温度控制子装置、高压恒流泵及流体压力传感器组成，二氧化碳温度控制子装置由热电偶和温度传感器构成，液态二氧化碳储罐与二氧化碳增压泵相连，二氧化碳增压泵对通入的液态二氧化碳进行增压并将增压后的液态二氧化碳泵入超临界二氧化碳储罐，超临界二氧化碳储罐外的二氧化碳温度控制子装置将液态二氧化碳加热，使液态二氧化碳变为超临界二氧化碳，再通过管线将超临界二氧化碳通入高压恒流泵，高压恒流泵以设定的流量将泵内的超临界二氧化碳注入到岩心夹持器内的煤样试件中，位于岩心夹持器上部的流体压力传感器实时监测注入超临界二氧化碳压力的变化；超临界二氧化碳储罐的出口与岩心夹持器连接；

所述渗透率测量装置是对原位环境模拟装置中的煤样试件进行稳定注入压力条件下的氦气注入，测量超临界二氧化碳压裂前后煤样试件渗透率的变化，该装置由氦气气源、气体注入泵、气体流量计组成，氦气气源与气体注入泵相连，气体注入泵与岩心夹持器相连，由氦气气源通入的氦气经气体注入泵以设定的压力向夹持器内部的煤样试件注入氦气，经与岩心夹持器出口相连的气体流量计测量氦气的流量；

数据采集装置是对超临界二氧化碳的注入压力、氦气注入压力、气体流量计测量流量以及原位环境模拟装置的温度和压力进行采集。

2.根据权利要求1所述的模拟原位条件下超临界二氧化碳煤岩压裂CT成像和评价装置，其特征在于：所述数据采集装置是由计算机和数据采集卡组成，数据采集卡与压力传感器、气体流量计和温度传感器相连，数据采集卡将采集到的数据传输至计算机。