[发明专利]一种二氧化碳煤层地质储存的试验装置

摘要

一种二氧化碳煤层地质储存的试验装置，属于温室效应气体地质埋存技术领域范畴。其特征在于所采用的装置为一种能够高压封装大尺寸试件，试件尺寸为200×200×400mm，试件轴压与围压可分别达120MPa，试件环境温度达200℃，可模拟煤层埋藏深度达4800m的地质环境条件的装置。该试验装置由四大系统组成：地质环境模拟系统、流体注入系统、流体采出系统与测试控制系统。本发明利用新研制的二氧化碳煤层地质储存的试验装置，模拟大埋深煤层的地质条件，克服了现有试验装置试件尺寸小、压力低、温度低的缺点与不足，对地下数千米深处煤层进行可行性试验研究。

主权项

一种二氧化碳煤层地质储存的试验装置，其特征在于该装置为一种能够高压封装大尺寸试件，试件尺寸为200×200×400mm，试件轴压与围压可分别达120MPa，试件环境温度达200℃，可模拟煤层埋藏深度达4800m的地质环境条件的装置，该装置由地质环境模拟系统、流体注入系统、流体采出系统与测试控制系统四大系统组成，其中地质环境模拟系统主要围绕200×200×400mm大尺寸煤样试件，施加0~120MPa与20~200℃范围的压力温度条件，由轴压加载子系统、围压加载子系统、温度控制子系统、渗透压控制子系统构成，具体由压力传感器（6）、温度传感器（7）、围压加载子系统（8）、轴压加载子系统（9）、温度控制子系统（10）、夹持器（11）和渗透压控制子系统（12）组成，夹持器（11）置于温度控制子系统（10）的内部，围压加载子系统（8）和轴压加载子系统（9）通过管道通入夹持器（11）的中部和两端，分别为两端油缸和夹持器中部提供高压流体，压力传感器（6）测量通入夹持器（11）内流体的压力并将测量数据传输至计算机，温度传感器（7）测量夹持器（11）的温度并将数据传输至计算机，渗透压控制子系统（12）与夹持器（11）的排出管道相连，确保夹持器（11）内部流体的压力；流体注入系统主要是对地质环境模拟系统中的大煤样进行水、瓦斯与二氧化碳不同流体进行注入，根据试验要求可控制注入水量大小和二氧化碳的流体与气体状态，由注水子系统（1）、调压装置（2）、二氧化碳注入子系统（3）、瓦斯注入子系统（4）和流体温度控制子系统（5）组成；二氧化碳注入子系统（3）和瓦斯注入子系统（4）分别与调压装置（2）相连，保证输出稳定压力的流体；注水子系统（1）、二氧化碳注入子系统（3）和瓦斯注入子系统（4）注入的流体都要经过流体温度控制子系统（5）加热，确保流体温度与夹持器（11）的温度相同；流体采出系统主要对地质环境模拟系统中，在一定地质环境条件下，经过竞争吸附之后产出的水、二氧化碳与瓦斯流体进行收集，具体由干燥子系统（13）、二氧化碳瓦斯分离子系统（14）、二氧化碳收集装置（15）、重力传感器（16）、回压阀（17）、流量传感器（18）和瓦斯收集装置（19）组成；干燥子系统（13）与渗透压控制子系统（12）相连，干燥经由渗透压控制子系统（12）通过的流体；二氧化碳收集装置（15）和瓦斯收集装置（19）分别与二氧化碳瓦斯分离子系统（14）相连，保证分离后液态二氧化碳经管道流入二氧化碳收集装置（15），气态瓦斯经由回压阀（17）和流量传感器（18）进入瓦斯收集装置（19）；重力传感器（16）测量二氧化碳收集装置（15）的重量变化并将测量数据传输至计算机；测试控制系统主要对流体注入系统中二氧化碳与瓦斯注入量、流体采出系统中二氧化碳与瓦斯产出量以及地质环境模拟系统中温度与压力进行精确测量与控制，以保证试验条件与测试结构的可靠性，并经电脑计算分析后直接显示个系统工作状况与测试结果。