[发明专利]一种致密油页岩原位开采渗流-传热实验装置

权利要求书

1.一种致密油页岩原位开采渗流-传热实验装置，其特征在于，包括：渗流-传热岩心夹持器、轴-围压注入系统、轴-径向稳压系统、温度-应变监测系统、液冷循环系统、安全防回流系统、流量监测系统、气体收集-回收系统及控制与数据记录系统，所述渗流-传热岩心夹持器包括注液卡套接头(1)、传感器密封接头(2)、第一密封垫片(3)、第一锥度密封石墨圆盘(4)、变径承压筒(5)、第二密封垫片(6)、传感器接头(8)、上注气接头(9)、上注液压头(11)、上注液卡套(12)、长杆压头(13)、半圆密封石墨盘(14)、第三密封垫片(15)、右压盖(16)、右密封堵头(17)、锥度密封套(18)、第四密封垫片(19)、第二锥度密封石墨圆盘(20)、岩心边缘密封件(21)、右固定压片(22)、第五密封垫片(23)、紫铜套(25)、下注气接头(26)、下注液压头(27)、下注液卡套(28)、左固定压片(29)、左压盖(30)及左密封堵头(31)，所述紫铜套(25)包设在岩心(24)边缘处形成静压接触密封；所述岩心边缘密封件(21)从内到外依次由耐高温阻燃密封胶层(2101)、石墨片(2102)及紫铜皮(2103)组成，耐高温阻燃密封胶层(2101)由均匀涂抹于紫铜套(25)与岩心(24)贴合边缘以及岩心(24)棱部部分的耐高温阻燃密封胶形成；石墨片(2102)与耐高温阻燃密封胶层(2101)粘连形成二次密封，紫铜皮(2103)与石墨片(2102)贴合形成三次密封；所述注液卡套接头(1)由注液管和注液卡套两个部分组成，注液管和注液卡套螺纹连接，注液管穿设在左密封堵头(31)和左固定压片(29)内部并与二者静压接触，注液管的端部设置有公扣螺纹，注液管通过所述公扣螺纹与左固定压片(29)朝向岩心(24)的一侧螺纹连接；所述第二密封垫片(6)设置在左密封堵头(31)以及左固定压片(29)之间并与二者静压接触；所述传感器密封接头(2)套接在高压通径密封管内；所述第一密封垫片(3)与第一锥度密封石墨圆盘(4)静压接触形成密封组件置于变径承压筒(5)和左密封堵头(31)之间，变径承压筒(5)与左密封堵头(31)之间通过所述密封组件形成静压接触密封；所述左压盖(30)、左密封堵头(31)和变径承压筒(5)同轴设置，左压盖(30)与左密封堵头(31)静压接触，同时左压盖(30)与变径承压筒(5)的外壁螺纹连接；所述变径承压筒(5)的侧壁具有中空层(7)；所述传感器接头(8)、上注气接头(9)和下注气接头(26)分别贯穿变径承压筒(5)侧壁并与其螺纹连接，并在螺纹旋紧后用氩弧焊焊接；所述上注液卡套(12)与下注液卡套(28)分别与变径承压筒(5)外壁通过氩弧焊焊接后打磨抛光，并分别贯通至变径承压筒(5)侧壁内部中空层(7)处；所述上注液压头(11)与上注液卡套(12)螺纹连接；所述下注液压头(27)与下注液卡套(28)之间螺纹连接；所述右固定压片(22)同时与岩心边缘密封件(21)以及岩心(24)静压接触；所述长杆压头(13)与右固定压片(22)之间通过第五密封垫片(23)形成静压密封；所述锥度密封套(18)与变径承压筒(5)之间通过第四密封垫片(19)和第二锥度密封石墨圆盘(20)形成密封，锥度密封套(18)与右固定压片(22)之间静压接触，锥度密封套(18)与变径承压筒(5)内壁螺纹连接；所述半圆密封石墨盘(14)分别与长杆压头(13)和锥度密封套(18)静压接触；所述第三密封垫片(15)分别与半圆密封石墨盘(14)、长杆压头(13)和锥度密封套(18)静压接触；所述右密封堵头(17)与锥度密封套(18)静压接触且与长杆压头(13)螺纹连接；所述右压盖(16)与变径承压筒(5)螺纹连接；

所述轴-径向稳压系统由第一电控阀(37)、第二电控阀(38)、径向稳压罐(39)和轴向稳压罐(40)组成，所述第一电控阀(37)的一端通过管汇与径向注入泵(36)连接，第一电控阀(37)的另一端通过管汇与径向稳压罐(39)连接，同时第一电控阀(37)与计算机(59)电连接；所述第二电控阀(38)的一端与加热器(35)连接，第二电控阀(38)的另一端通过管汇与轴向稳压罐(40)连接，同时第二电控阀(38)与计算机(59)电连接；

所述温度-应变监测系统由集束式温度-压力-位移接收器(10)、第一压力仪(42)、第一温度仪(43)、第二压力仪(44)、第二温度仪(45)、第三压力仪(46)、第三温度仪(47)及轴向光纤位移传感器组成，所述集束式温度-压力-位移接收器(10)通过传感器接头(8)连接至轴-径向光纤位移监测仪(57)，集束式温度-压力-位移接收器(10)包括圆管、径向光纤位移传感器、光纤温度传感器及光纤压力传感器，圆管均匀布置在变径承压筒(5)的内壁上，并通过氩弧焊焊接固定在变径承压筒(5)上，每个圆管内均设置有径向光纤位移传感器、光纤温度传感器及光纤压力传感器，径向光纤位移传感器用来监测岩心(24)不同部位的径向位移变化情况，光纤温度传感器用于测定岩心(24)的温度，光纤压力传感器用于测定岩心(24)所承受压力；轴向光纤位移传感器设置在高压通径密封管内，轴向光纤位移传感器的一端通过传感器密封接头(2)与轴-径向光纤位移监测仪(57)连接，轴向光纤位移传感器的另一端与左固定压片(29)静压接触，轴向光纤位移传感器用于监测左固定压片(29)的轴向位移；所述第一温度仪(42)和第一压力仪(43)设置在径向稳压罐(39)上，第一温度仪(42)和第一压力仪(43)均与计算机(59)连接；所述第二温度仪(44)和第二压力仪(45)设置在轴向稳压罐(40)上，第二温度仪(44)和第二压力仪(45)均与计算机(59)连接；所述第三压力仪(46)和第三温度仪(47)设置在安全防回流轴-径向稳压罐(41)上，第三压力仪(46)和第三温度仪(47)均与计算机(59)连接；

所述液冷循环系统由计量泵(51)和液冷容器(52)组成，计量泵(51)的一端通过塑胶软管与液冷容器(52)连接，并在连接处缠上生料带后用螺丝刀通过卡子旋紧，计量泵(51)的另一端与下注液压头(27)连接；

所述轴-围压注入系统由径向气瓶(32)、轴向气瓶(33)、轴向注入泵(34)、径向注入泵(36)和三通(48)组成，所述径向气瓶(32)通过管汇与径向注入泵(36)连接，轴向气瓶(33)通过管汇与轴向注入泵(34)连接；所述三通(48)设置在轴向稳压罐(40)和第一质量流量计(49)之间的管汇上并与其焊接；

所述安全防回流系统包括三向阀(50)和安全防回流轴-径向稳压罐(41)，三向阀(50)通过管汇分别与三通(48)、安全防回流轴-径向稳压罐(41)及下注气接头(26)连接；所述安全防回流轴-径向稳压罐(41)与管汇通过转接件焊接，同时安全防回流轴-径向稳压罐(41)与计算机(59)连接；

所述流量监测系统包括第一质量流量计(49)和第二质量流量计(53)，第一质量流量计(49)用于检测注气端气体流量，第一质量流量计(49)与计算机(59)连接，第一质量流量计(49)的一端通过管汇与三通(48)连接，第一质量流量计(49)的另一端通过管汇与注液卡套接头(1)连接，且第一质量流量计(49)与管汇通过自带管汇密封接头螺纹连接；第二质量流量计(53)用于监测排气端气体流量，第二质量流量计(53)与计算机(59)连接，第二质量流量计(53)的一端通过管汇与排气管连接，第二质量流量计(53)的另一端通过管汇与针阀(55)连接；

所述气体收集-回收系统包括水冷采集装置(54)、针阀(55)和气体回收装置(56)，针阀(55)设置在第二质量流量计(53)和气体回收装置(56)之间的管汇上；所述水冷采集装置(54)通过管汇与针阀(55)连接，水冷采集装置(54)内部设置有冷凝管；

所述控制与数据记录系统包括无纸记录仪(58)和计算机(59)。