[发明专利]一种干热岩裂隙渗流和热交换过程可视化试验装置

摘要

本发明提供了一种干热岩裂隙渗流和热交换过程可视化试验装置，包括试验腔，可视化单元，温度控制单元，以及与试验腔连通的注入控制单元、围压控制单元、轴压控制单元和流出控制单元；试验腔包括岩样夹持器、密封铸件以及相互连通的围压加压腔与轴压加压腔，试验腔的入口和出口均通过密封铸件密封，岩样夹持器固定于围压加压腔中；可视化单元包括电性连接的红外热成像仪、控制器和可视化界面；本装置可以模拟干热岩所处的高温高压的地质环境，解决了现有测试技术中无法直接评价干热岩裂隙渗流情况、无法实时监测渗流水温的情况，从而可以定量化的研究干热岩开采过程中热交换量等实际应用问题。

主权项

一种干热岩裂隙渗流和热交换过程可视化试验装置，其特征在于：包括试验腔，可视化单元，温度控制单元，以及与试验腔连通的注入控制单元、围压控制单元、轴压控制单元和流出控制单元；所述试验腔包括岩样夹持器、密封铸件以及相互连通的围压加压腔与轴压加压腔，试验腔的入口和出口均通过密封铸件密封，岩样夹持器固定于围压加压腔中，所述岩样夹持器由铸铁管片构件、隔热板、导热管壳、耐高温橡胶垫片、导热硅胶层拼装构成，所述铸铁管片构件、导热管壳和导热硅胶层均为弧形管片，导热管壳贴合于导热硅胶层的外表面，耐高温橡胶垫片包裹于铸铁管片构件的外表面，铸铁管片构件、耐高温橡胶垫片、导热管壳和导热硅胶层构成圆管结构，岩样紧密固定于圆管结构中，圆管结构的长度大于岩样的长度，隔热板的下部固定于铸铁管片构件与导热管壳以及铸铁管片构件与导热硅胶层的连接处、上部与围压加压腔的腔壁连接；所述注入控制单元包括通过带阀门的注入管道顺序连通的注入水槽、恒速恒压水泵和中间活塞容器，注入控制单元通过试验腔的入口与岩样夹持器连通，连通岩样夹持器与中间活塞容器的注入管道上安装有注入压力感应器；所述围压控制单元包括通过带阀门的围压管道顺序连通的围压加压水槽和围压自动加压泵，围压管道上安装有围压压力感应器，围压控制单元通过围压加压腔上设置的围压注入口与围压加压腔连通；所述轴压控制单元包括通过带阀门的轴压管道顺序连通的轴压加压水槽和轴压自动加压泵，轴压管道上安装有轴压压力感应器，轴压控制单元通过轴压加压腔上设置的轴压注入口与轴压加压腔连通；所述流出控制单元包括通过带阀门的流出管道顺序连通的回收水槽和冷凝容器，流出管道上安装有流出压力感应器和流速计，流出控制单元通过试验腔的出口与岩样夹持器连通；所述温度控制单元包括加热装置和与加热装置相连的导热元件，导热元件固定于围压加压腔上设置的温度加温口中并且与围压加压腔腔壁相接触；所述可视化单元包括电性连接的红外热成像仪、控制器和可视化界面，红外热成像仪的感应端与导热管壳的位置相对，注入压力感应器、围压压力感应器、轴压压力感应器、流出压力感应器和加热装置均与控制器电性连接。