[发明专利]一种模拟地下水封油库储油原理的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种模拟地下洞库水封作用的试验装置及方法，包括水箱、透明岩石材料、水幕巷道、水幕孔、储油洞室、进油口、出油口以及抽水口；所述的水箱包围整个透明岩石材料制作的地下围岩环境模型，所述的地下围岩环境模型内部由上到下依次布置水幕巷道以及与所述的水幕巷道相连的倾斜水幕孔，在所述的倾斜水幕孔形成的水幕下方设有储油洞室，所述的进油口通过管道与圆拱形洞室内部相连，出油口通过管道与圆拱形洞室底部水垫层上部的潜液泵相连，模拟出油过程；所述的抽水口则通过管道与洞室底部设置的集水槽内的抽水泵相连以控制底部水垫层的厚度。

技术领域

本发明涉及地下水封油库储油技术领域；主要涉及一种模拟地下水封油库储油作用原理的试验装置，具体的说是一种能够模拟出地下油库水封原理以及油水循环作用的试验装置和试验方法。

背景技术

随着近年来社会的发展，石油储备对于国家安全发展起着至关重要的作用。地下水封油库，作为一种新型的地下储油方式，具有安全可靠，储油量大和环境污染小等优点。因此地下水封储油洞室的建设是我国战略石油储备重点实施对象。在整个地下水封油库的运行过程中，地下水位，水幕孔压力，油压水压等参数的变化会影响地下油库储油的稳定性。现今，虽然我国在地下水封油库的实际建设中有了一定的发展，但是油库的运行过程中各种参数的变化等还无法准确监测，地下水位，水幕孔压力等参数的变化对于整个储油洞室的影响也存在较多盲区。

目前阶段对于地下水封油库的研究，大多数依托于黄岛等地下水封油库群的建设项目，但是大型地下油库项目不能满足某些试验的要求，针对地下油库的小型模拟试验装置有所欠缺，无法准确模拟地下油库的水封原理以及各种参数的变化影响，也就无法对于水封油库的各个影响因子进行深入研究。

发明内容

本发明主要提供一种模拟地下水封油库储油原理的试验装置及方法，该试验装置不仅可以模拟地下油库的水封原理，也可以模拟地下水位，水幕孔压力等参数的变化对于地下水封油库的影响，同时，可以当做教学试验模型，可谓一举多得。

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作便捷、高效实用的模拟地下油库的水封作用的试验装置。它能通过调节水封油库的边界条件，模拟出整个地下水封油库运行过程中的油压水压等参数的变化情况。

针对上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种模拟地下洞库水封作用的试验装置，包括水箱、透明岩石材料、水幕巷道、水幕孔、储油洞室、进油口、出油口以及抽水口；所述的水箱包围整个透明岩石材料制作的地下围岩环境模型，所述的地下围岩环境模型内部由上到下依次布置水幕巷道以及与所述的水幕巷道相连的倾斜水幕孔，在所述的倾斜水幕孔形成的水幕下方设有储油洞室，所述的进油口通过管道与储油洞室内部相连，出油口通过管道与储油洞室底部水垫层上部的潜液泵相连，模拟出油过程；所述的抽水口则通过管道与储油洞室底部设置的集水槽内的抽水泵相连以控制底部水垫层的厚度。

本发明的装置是按照等比例将整个地下水封油库尺寸缩小后得到的。

进一步的，所述的水箱为透明材料制成，将整个地下围岩环境模型放入水箱中模拟地下水位，通过调节水箱内的水深调节整个洞室周围的地下水位，水箱上标有刻度，用来记录试验时地下水位的变化。

进一步的，本发明采用透明岩石材料用来封闭洞室、水幕巷道与水箱之间的空隙，以便用来模拟地下水封油库所处的地下围岩环境，透明岩石材料内部的裂隙环境以及岩石的相关力学参数通过搜集黄岛油库某一洞库周围的部分岩石裂隙环境进行模拟。

进一步的，所述的水幕巷道的轴线与储油洞室的轴线相平行，沿着水幕巷道的轴向方向水幕孔倾斜布置在水幕巷道两侧，水幕巷道上布置有水压加载装置，用来改变水幕系统的供水压力，使得水幕系统的水能最大程度补给至洞库周围透明岩石材料。

进一步的，所述的储油洞室截面形状为圆拱形，洞室上标有刻度，以便观察水垫层和油层的厚度变化情况。