[发明专利]研究地热井流体携砂规律的可视化实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种研究地热井流体携砂规律的可视化实验装置，其特征在于：该可视化实验装置包括：

水平复合井筒组件，至少具有两个轴线在水平面内的水平井筒（1），所有水平井筒（1）的内腔管径互不相同，水平井筒（1）中均配置有第一加热丝（1-1）；

纵向复合井筒组件，包括支架（3）及轴线在竖直平面内的纵向井筒（2），所述纵向井筒（2）和支架（3）铰接，纵向井筒（2）中配置有第二加热丝；

搅拌罐（4），具有用于容纳固体颗粒和水的搅拌腔（4-1）及位于搅拌腔（4-1）中的搅拌器（4-2），所述搅拌罐（4）的底端具有用于加热的加热器（4-3）；

主进水管（5），所述主进水管（5）的进水端和搅拌腔（4-1）的出口连通，所述主进水管（5）的出水端同时连通有第一进水支管（5-1）和第二进水支管（5-2），所述第一进水支管（5-1）的出水端连通有若干分流管（5-11），所述分流管（5-11）的数量和水平井筒（1）的数量一致，且一一对应，所述分流管（5-11）和与其对应的水平井筒（1）的右端进口连通；所述第二进水支管（5-2）和纵向井筒（2）的底端进口连通；其中，每个分流管（5-11）上均配置有第一流速计（5-112）和第一阀门（5-111），第二进水支管（5-2）上配置有第二流速计（5-21）和第二阀门（5-22）；

输送泵（6），配置在主进水管（5）上；

第一出水管（7），所述第一出水管（7）的一端和搅拌腔（4-1）的进口连通，另一端同时和所有水平井筒（1）的左端出口连通；

以及第二出水管（8），所述第二出水管（8）的一端和搅拌腔（4-1）的进口连通，另一端和纵向井筒（2）的顶端出口连通；

所述搅拌罐（4）中的搅拌腔（4-1）具有两个，且两个搅拌腔（4-1）之间通过隔板（4-4）相互隔绝，两个所述搅拌腔（4-1）其出口分别通过出口管（9）和主进水管（5）的进口端连通，所述出口管（9）上均配置有第三阀门（9-1），两个所述搅拌腔（4-1）中的位于左侧的搅拌腔（4-1）与第一出水管（7）连通，位于右侧的搅拌腔（4-1）和第二出水管（8）连通，所述第一出水管（7）上配置有第四阀门（7-1），所述第二出水管（8）上配置有第五阀门（8-1），所述搅拌罐（4）中的搅拌器（4-2）有两个，分别位于两个搅拌腔（4-1）中。

2.根据权利要求1所述的研究地热井流体携砂规律的可视化实验装置，其特征在于：所述水平井筒（1）的两端均设有卡箍，所述卡箍固定在井架上。

3.根据权利要求1所述的研究地热井流体携砂规律的可视化实验装置，其特征在于：所述水平井筒（1）呈L型，所述水平井筒（1）的拐角可拆卸连接有法兰盘（1-2）。

4.根据权利要求3所述的研究地热井流体携砂规律的可视化实验装置，其特征在于：所述纵向井筒（2）的顶端可拆卸连接有封堵盖（2-1）及滤网，所述滤网位于封堵盖（2-1）的下方，所述纵向井筒（2）的底端也设有滤网。

5.根据权利要求3所述的研究地热井流体携砂规律的可视化实验装置，其特征在于：所述纵向井筒（2）和支架（3）的铰接点处配置有刻度盘（3-1）。

6.根据权利要求3所述的研究地热井流体携砂规律的可视化实验装置，其特征在于：所述纵向井筒（2）和水平井筒（1）的材质均为石英玻璃。

7.一种采用如权利要求1所述的研究地热井流体携砂规律的可视化实验装置的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、利用第一加热丝（1-1）对水平井筒（1）进行预热；

S2、将水和固体颗粒置入搅拌腔（4-1）中，同时利用加热器（4-3）对搅拌腔（4-1）中的水和固体颗粒进行预热；

S3、启动搅拌器（4-2），使搅拌腔（4-1）中水和固体颗粒充分混合，形成携砂地热水；

S4、打开所有的第一阀门（5-111），关闭第二阀门（5-22），启动输液泵，使搅拌腔（4-1）中的携砂地热水进入水平井筒（1），调节第一阀门（5-111）或输液泵使水平井筒（1）中携砂地热水的流速逐渐增大，分别记录每个水平井筒（1）中固体颗粒全部被携带走时的第一流速计（5-112）上的流速。

8.一种采用如权利要求1所述的研究地热井流体携砂规律的可视化实验装置的实验方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、利用第二加热丝对纵向井筒（2）进行预热；

S2、将水置入搅拌腔（4-1）中，同时利用加热器（4-3）对搅拌腔（4-1）中的水进行预热，形成地热水；

S3、向纵向井筒（2）中加入固体颗粒；

S4、调整好纵向井筒（2）的倾斜角度后，打开第二阀门（5-22），关闭第一阀门（5-111），启动输液泵，使搅拌腔（4-1）中的地热水进入纵向井筒（2），调节第二阀门（5-22）或输液泵使纵向井筒（2）中地热水的流速逐渐增大，记录纵向井筒（2）底部没有固体颗粒沉积时的第二流速计（5-21）上的流速。