[发明专利]一种多场耦合渗流多功能实验装置及测试方法

摘要

本发明公开了一种多场耦合渗流多功能实验装置，它包括装置本体、应力场控制系统、温度场控制系统、流体加载控制系统和流体渗流测量系统，它还公开了利用温度场、应力场、孔隙压力场、渗流场多场耦合状态下进行对致密气、页岩气、致密油、页岩油、天然气水合物和地热的渗流实验。本发明的有益效果是：不仅满足了致密气、页岩气、致密油、页岩油对温度压力的需要，更重要的是，在满足天然气水合物流动测试对低温需要的同时，还能满足地热开采对高温的需求；模拟真实地层环境，能够通过同一台设备分别完成对致密气、页岩气、致密油、页岩油，天然气水合物、干热岩等非常规能源的开采渗流实验。

主权项

1.一种多场耦合渗流多功能实验装置，其特征在于：它包括装置本体、应力场控制系统、温度场控制系统、流体加载控制系统和流体渗流测量系统；所述装置本体内设置有实验腔（1），实验腔（1）内设置有承载台（2）、岩样（3）、压头（4）、金属垫圈（5）、热缩管（6）和冷浴槽（7），承载台（2）设置于实验腔（1）内，岩样（3）的上下端均设置有温度传感器，岩样（3）上设置有轴向引伸计和径向引伸计，岩样（3）放置于承载台（2）顶部且套装于热缩管（6）内，热缩管（6）设置于冷浴槽（7）内，压头（4）向下伸入于实验腔（1）内，压头（4）的底部顺次连接有橡胶圈和金属垫圈（5），金属垫圈（5）与岩样（3）顶表面接触，金属垫圈（5）上设置有上管道，上管道的端口与岩样（3）的上表面接触，上管道上连接有位于实验腔（1）内的阀门Vm，装置本体的下部连接有下管道，下管道上连接有位于实验腔（1）内的阀门Vx，所述实验腔（1）内壁上设置有电阻丝（8）；所述应力场控制系统包括围压液压泵（9）和轴压液压泵（10），围压液压泵（9）的出液口处顺次连接有阀门Vj和压力表A（11），压力表A（11）的另一端与实验腔（1）连通，轴压液压泵（10）的出液口处连接有阀门Vk和压力表B（12），压力表B（12）的另一端与压头（4）内的液压流道连通；所述温度场控制系统包括空调油制冷机（13）、加热炉（14）和温度计A（15），空调油制冷机（13）的冷却介质出口端连接有阀门Vi，阀门Vi的另一端与冷浴槽（7）连通，加热炉（14）与电阻丝（8）连接，温度计A（15）与温度传感器连接；所述流体加载控制系统包括平流泵（16）、第一中间容器（17）、第二中间容器（18）、第三中间容器（19）和第四中间容器（20），平流泵（16）的出口端与上述四个中间容器之间连接有阀门Va，第一中间容器（17）、第二中间容器（18）、第三中间容器（19）和第四中间容器（20）的出口端分别连接有阀门Vb、阀门Vc、阀门Vd和阀门Ve，所述阀门Vb、阀门Vc、阀门Vd和阀门Ve的另一端与阀门Vx之间连接有压力表C（21），压力表C（21）与阀门Vx之间的节点处顺次连接有阀门Vn和真空泵（22）；所述流体渗流测量系统包括与阀门Vm连接的回压阀（23），回压阀（23）与阀门Vm连接，阀门Vm的另一端连接有两个支路，其中一个支路由顺次连接的阀门Vf、气量计（25）和气相色谱仪（26）组成，另一个支路由顺次连接的阀门Vg、气液分离器（27）、液体计量器（28）和液相色谱仪（29），气量计（25）与阀门Vf之间的节点处与气液分离器（27）之间连接有阀门Vh，回压阀（23）的入口端与阀门Vn的出口端连接有阀门Vy；该多功能实验装置还包括控制台（30），控制台（30）与轴向引伸计、径向引伸计、空调油制冷机（13）和加热炉（14）连接。