[发明专利]率定平台渗透压控制系统及其控制方法

说明书

本发明提供了一种率定平台渗透压控制系统及其控制方法，包括流量控制器、与流量控制器连接的计算机、分别与流量控制器和计算机连接的隔离器和PLC控制器、分别设置于流量控制器进出口处的第一液控单向阀和第一压力采集模块、分别设置于隔离器进出口处的第二液控单向阀和第二压力采集模块、分别设置于隔离器出口处的泥沙过滤模块和冷却控制模块以及设置于冷却控制模块处的温度采集模块。本发明通过在管道内的安装温压传感器、泥沙过滤模块和冷却控制模块，在保证高温高压安全的同时，能有效地防止泄出高温液体气化，以及能有效地保证排出液体温度低于60度以下不产生气体，保证系统安全运行，为模拟舱提供了可靠的温压控制系统。

技术领域

本发明属于渗透压控制技术领域，尤其涉及一种率定平台渗透压控制系统及其控制方法。

背景技术

向地球深部进军是近期和未来我国科技创新的重要方向。目前，地球浅部矿产资源已逐渐枯竭，资源开发不断走向地球深部，煤炭开采深度已达1500m，地热开采深度超过3000m，金属矿开采深度超过4350m，油气资源开采深度达 7500m，深部资源开采已成为常态。探明深部岩石特性，为深部进军提供强有力的支持，就必须在实际工程的深部原位保真取芯工作前，先在实验室中还原深部环境，并测试取芯系统的可靠性。而目前针对还原原位环境实验的温压控制装置，基本停留在浅部岩石力学实验阶段，甚至是常温常压阶段；同时，很少考虑应力-温度-渗透压力三场耦合的情况，可能在试样内部各点未达到均匀时就开始了钻芯或力学实验，这样做会导致较大的偏差，无法正确还原岩石的原位环境，得出的实验结论或者取出的岩芯与实际情况有所误差。

在深地环境中，与浅部最明显的区别就是其高温高压的环境，其温压环境可以达到100℃与100MPa以上，为了研究深部原位取芯，必须了解深部原位温压情况下的各种性质，该发明即为模拟舱提供了温压的控制系统及其调控方法。在一些模拟取芯或者原位实验中，温压的加载路径十分重要，特别是在深地中 100+℃与100+MPa级别的温压环境，若温压加载路径不一致，会导致水体气化，对整个实验系统造成巨大扰动。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种率定平台渗透压控制系统及其控制方法，在保证流体在施加温压环境过程中不至发生相变的同时，能够保持温压施加过程平稳，防止因温压耦合效应致使温压环境超出单项控制极限。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种率定平台渗透压控制系统，包括流量控制器、与所述流量控制器连接的计算机、分别与所述流量控制器和计算机连接的隔离器和PLC控制器、分别设置于所述流量控制器进出口处的第一液控单向阀和第一压力采集模块、分别设置于所述隔离器进出口处的第二液控单向阀和第二压力采集模块、分别设置于所述隔离器出口处的泥沙过滤模块和冷却控制模块以及设置于冷却控制模块处的温度采集模块，所述第一液控单向阀、第一压力采集模块、第二液控单向阀和第二压力采集模块均与所述计算机连接；

所述流量控制器，用于接收计算机的指令推动隔离器交替运行；

所述计算机，用于通过PLC控制器向流量控制器发出推动隔离器交替运行的指令；

所述PLC控制器，用于将计算机发出的交替运行指令发送至流量控制器；

所述隔离器，用于通过流量控制器接收计算机的交替运行指令，并根据所述指令输出渗透水压力和流量；

所述第一液控单向阀，用于根据计算机向流量控制器发出的交替运行指令实现开启与关闭的状态；

所述第二液控单向阀，用于根据流量控制器向隔离器发出的交替运行指令实现开启与关闭的状态；

所述第一压力采集模块和第二压力采集模块，均用于采集模拟舱管道内的渗透压力信息；

所述泥沙过滤模块，用于过滤模拟舱管道中混于液体的泥沙；