[实用新型]一种低渗透砂岩铀矿超声波增渗模拟装置

说明书

本实用新型公开一种低渗透砂岩铀矿超声波增渗模拟装置，涉及砂岩型铀矿原地浸出开采领域；包括液体注入系统和超声波岩心夹持器；超声波岩心夹持器一端安装有超声波换能器，液体注入系统通过管路与超声波岩心夹持器靠近超声波换能器的一端连通，超声波岩心夹持器远离超声波换能器的一端通过管路连通有计量系统，超声波岩心夹持器侧壁上通过管路连通有环压泵；管路上设置有与数据采集处理系统连接的压力传感器，液体注入系统连接有自动控制系统，超声波换能器连接有超声波专用电源。本实用新型用于进行不同频率、功率条件下超声波作用下渗透率浸出试验，为低渗透砂岩铀矿超声波增渗提供实验装置，进而为低渗透砂岩铀矿的原地浸出采铀提供参考。

技术领域

本实用新型涉及砂岩型铀矿原地浸出开采领域，特别是涉及一种低渗透砂岩铀矿超声波增渗模拟装置。

背景技术

地浸采铀是一种在自然埋藏条件下，通过浸出剂与矿物的化学反应选择性地溶解矿石中的铀，而不使矿石产生位移的集采、冶于一体的铀矿开采方法。目前国内使用地浸采铀方法生产的天然铀已占全国天然铀总产量的90％以上，在新疆与内蒙古多个砂岩型铀矿床均采用了地浸采铀工艺。但我国低渗透资源占砂岩铀资源的70％以上，造成大量铀资源无法正常地浸开采，且随着开采深度的增加，这一问题将更加突出，亟待解决。

超声波是一种频率高于20kHz的声波，它的方向性好、穿透能力强、声能集中，在水中传播距离远。当声强到达一定强度时将会对介质产生一定的影响或效应，诸如使介质的状态、组份、功能或结构等发生变化，这类变化统称为超声效应。超声波增渗技术是一种污染较小且成本低、效益好的物理增渗方法，于上世纪50年代首先在美国和前苏联石油行业应用。此外，当超声波作用于孔隙流体介质时，热效应降低了流体的粘度，流体内的压力梯度下降，岩心的渗透率会显著提高。超声波用于消除岩心无机结垢堵塞时，岩心渗透率恢复较好，注水井降压增注效果显著。由于地浸采铀和石油开采都是利用钻孔从地下抽取目标液体，超声波在石油工业方面的应用对地浸采铀具有较强的借鉴意义。已有应用高能超声波设备去除钻孔周围碳酸钙堵塞物的研究。

但目前，在地浸采铀领域尚未开展超声波增渗技术的应用研究，缺乏不同频率、功率超声波对低渗透砂岩铀矿渗透率提升效果的研究。常规浸出试验所用渗透率测定系统所使用岩心夹持器不涉及外界物理动力来源，仅适合于考察流体在静态岩心中的渗流。但超声波增渗浸出要求有外界超声波能量输入，并伴随胶结物破碎、水力波动、温度升高等一系列理化反应，对岩心夹持器材质、耐压性和结构稳定性要求比较高，并要求能实时采集压力、流量数据，自动监测记录试验中的实时流量/渗透率变化情况，现有渗透率测试系统不能满足超声波增渗要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种低渗透砂岩铀矿超声波增渗模拟装置，以解决上述现有技术存在的问题，用于进行不同频率、功率条件下超声波作用下渗透率浸出试验，为低渗透砂岩铀矿超声波增渗提供实验装置，进而为低渗透砂岩铀矿的原地浸出采铀提供参考。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种低渗透砂岩铀矿超声波增渗模拟装置，包括液体注入系统和超声波岩心夹持器；所述超声波岩心夹持器一端安装有超声波换能器，所述液体注入系统通过第一管路与所述超声波岩心夹持器靠近超声波换能器的一端连通，所述超声波岩心夹持器远离所述超声波换能器的一端通过第二管路连通有计量系统，所述超声波岩心夹持器侧壁上通过第三管路连通有环压泵；所述第一管路、第二管路和第三管路上分别设置有压力传感器，所述压力传感器连接有数据采集处理系统，所述液体注入系统连接有自动控制系统，所述超声波换能器连接有超声波专用电源。

可选的，所述液体注入系统包括恒速恒压注入泵，所述恒速恒压注入泵并行连接有多个中间容器，多个中间容器末端分别通过第一管路与所述超声波岩心夹持器连通；所述恒速恒压注入泵与所述第一管路之间连接有支路，所述支路上安装有控制阀。

可选的，所述第三管路上安装有控制阀。