[发明专利]一种地热勘探监测用干热岩层研究的设备

说明书

本发明公开了一种地热勘探监测用干热岩层研究的设备，包括加热系统、密封与保温系统、注采循环系统、监测装置以及干热岩岩体，加热系统，所述加热系统包括恒温箱和一电热机构，所述恒温箱呈方型，且所述恒温箱上部开设第一凹槽，在所述恒温箱箱内设置有一电加热机构，所述电加热机构用于对所述恒温箱箱体内部保持温度；本发明的装置通过可实际操控的工具来切割干热岩岩体，将第一细钢管和第二细钢管插入至干热岩岩体内部，与岩体内部的裂缝形成流体通道，通过模拟水力压裂造成的缝隙，巧妙地避开了实际模拟装置中不能或难以真实采用水力压裂的障碍，同时还设置了温度和压力的测量装置，分别能实时测量干热岩岩体内部的温度和压力值，同时，恒温箱及电热机构可保持干热岩体模拟时的环境温度，避免由于温度过低导致模拟实验结果不准确，本发明能根据实地地质情况的不同调整裂缝形状来得到更为准确的实验规律。

技术领域

本发明涉及干热岩地热开发技术领域，具体涉及一种地热勘探监测用干热岩层研究的设备。

背景技术

随着石油勘探开发的难度越来越大，可再生能源的开发与利用，越来越受到重视。与其他可再生能源相比，干热岩资源具有资源量大、利用系数最高和生命周期二氧化碳排放最低的优势。干热岩开发过程中基本不会对自然生态环境造成影响，干热岩发电技术可大幅降低温室效应和酸雨对环境的影响，且不受季节、气候制约，可以有效取代煤炭、石化能源消耗，有效保护生态环境。

尽管国内干热岩的勘查开发在局部地区取得了阶段性成果，并且开发利用前景广阔，但是依然存在很多问题。如速度上的问题：我国干热岩勘查开发节奏过快，对全国及特定地热异常区的地温场特征、构造背景条件认识不够深入，同时对干热岩资源的成因模式理解不足；以及标准上的问题：我国干热岩勘查缺少相关标准及规范，众多技术难题难以在短时间内取得突破。这些问题，严重影响了我国干热岩资源开发的科学发展。

现阶段通常是构建干热岩增强型地热系统模型研究，即使用不规则热源，给经岩石压制装置压制而成的模拟地层施加侧向压力，并将循环液全程置于U型管内进行注采，这种方法操作简单，能够模拟一些特定地层条件，但在干热岩增强型地热系统实际开发过程中，由于主要采用水力压裂进行储层改造，且地质情况不同，故地层内裂缝形状与大小难以控制，上述方法仅仅简单地采用U型管进行注采，明显不能模拟干热岩增强型地热系统开发过程中的地层内裂缝，同时考虑到岩石压制装置压制而成的模拟地层不是真实地层，在纵向剖面上随着地质年代逐渐形成的多层分布难以真实模拟，且地层内各向压力平衡，侧向加压显得多余。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种地热勘探监测用干热岩层研究的设备，使干热岩地热模拟系统开发过程的装置更为简单便利，同时更加贴近实际，从而探究更为科学准确以及适用性广的开发规律。

鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：一种地热勘探监测用干热岩层研究的设备，包括加热系统、密封与保温系统、注采循环系统、监测装置以及干热岩岩体，

加热系统，所述加热系统包括恒温箱和一电热机构，所述恒温箱呈方型，且所述恒温箱上部开设第一凹槽，在所述恒温箱箱内设置有一电加热机构，所述电加热机构用于对所述恒温箱箱体内部保持温度；

密封与保温系统，所述密封与保温系统包括一方形箱体，及一水泥层，及一保温层，所述方形箱体顶部开设有第二凹槽，所述方形箱体内壁面胶结所述水泥层，所述保温层覆盖在所述方形箱体顶部，且所述保温层与所述方形箱体形成一腔体，该腔体用于放置干热岩岩体；

注采循环系统，所述注采循环系统由细钢管组，及与所述细钢管组连接的循环泵构成，所述细钢管组包括第一细钢管、第二细钢管及呈横状设置在所述干热岩岩体底部内部、两端部分别与所述第一细钢管和所述第二细钢管连通的流体通道，所述第一细钢管和所述第二细钢管均呈纵向依次穿过所述保温层和所述水泥层，伸入至所述干热岩岩体内部，所述第一细钢管和所述第二细钢管呈平行状，所述循环泵通过第二采集管与所述第二细钢管连通，所述循环泵为循环介质提供动力；