【技术实现步骤摘要】
一种上向钻孔低温流体致裂的模拟实验系统及方法
本专利技术涉及一种上向钻孔低温流体致裂的模拟实验系统及方法，属于煤层压裂试验
技术介绍
中国非常规天然气资源丰富，发展潜力大，其中煤层气可采资源量约为10.87×1012m3,页岩气可采资源量为15×1012～25×1012m3，未来10～20年，中国非常规天然气产量将显著增长，在弥补常规油气产量短缺中扮演日益重要的角色。我国非常规天然气资源储量虽大，但储层复杂且致密，储集空间主体为纳米级孔喉系统，局部发育微米～毫米级孔隙。因此，强化增透措施对于开发这类能源至关重要。美国页岩气规模开发的成功，离不开水力压裂增透技术，但同时问题也显露出来，如：压裂液泄露污染地下水体、水敏性地层孔隙堵塞、坚硬地层内启动压力高、水资源大量浪费等。通过调研发现，目前行业内对于冰胀压裂的研究较少，尤其是针对冰胀压裂真三轴模拟实验系统的开发更是空白，真三轴模拟对于推动冰胀压裂现场应用而言是必不可少的一环，目前该系统开发的核心难点在于如何有效地使水充分作用于上向钻孔壁且如何模拟冰胀致裂过程，...
【技术保护点】
1.一种上向钻孔低温流体致裂的模拟实验系统，其特征在于，包括真三轴加载装置、试验台、数据监测装置和冰胀致裂模拟装置，/n所述试验台包括支撑平板和底座，支撑平板处于底座正上方、且支撑平板与底座之间通过多个圆柱固定连接；/n所述真三轴加载装置包括液压控制箱、液压控制器、压力表、液压加载缸、加载板和挡板，液压控制器、压力表、加载板、液压加载缸和挡板均为三个，三个加载板和三个挡板均设置在支撑平板上，三个加载板和三个挡板围成立方体形加载室、且加载室的三组相对面均由一个加载板和一个挡板组成；三个液压加载缸的伸出端分别与三个加载板固定连接，三个液压控制器通过液压管分别与三个液压加载缸连接...
【技术特征摘要】
1.一种上向钻孔低温流体致裂的模拟实验系统，其特征在于，包括真三轴加载装置、试验台、数据监测装置和冰胀致裂模拟装置，
所述试验台包括支撑平板和底座，支撑平板处于底座正上方、且支撑平板与底座之间通过多个圆柱固定连接；
所述真三轴加载装置包括液压控制箱、液压控制器、压力表、液压加载缸、加载板和挡板，液压控制器、压力表、加载板、液压加载缸和挡板均为三个，三个加载板和三个挡板均设置在支撑平板上，三个加载板和三个挡板围成立方体形加载室、且加载室的三组相对面均由一个加载板和一个挡板组成；三个液压加载缸的伸出端分别与三个加载板固定连接，三个液压控制器通过液压管分别与三个液压加载缸连接，液压控制箱分别通过三个液压控制器对三个液压加载缸进行控制，三个压力表分别与三个液压控制器连接，用于检测三个液压加载缸各自的压力值；试样放置在加载室内、且试样上开设上向钻孔；
所述冰胀致裂模拟装置包括内螺纹换热管、外螺纹换热管、气体加压泵、低温流体罐、低温流体注入管、低温流体回流管、冷凝器、过冷水箱、注水泵和注水管，内螺纹换热管和外螺纹换热管交错设置在上向钻孔内、且内螺纹换热管一端和外螺纹换热管一端连接；气体加压泵和冷凝器均装在低温流体罐上、且均与低温流体罐连通；低温流体回流管处于低温流体注入管内，低温流体注入管一端伸入低温流体罐内，低温流体注入管另一端穿过支撑平板和加载室底部的挡板伸入上向钻孔内、并与外螺纹换热管另一端连接；低温流体回流管一端伸出低温流体注入管与冷凝器连接，低温流体回流管另一端穿过支撑平板和加载室底部的挡板伸入上向钻孔内、并与内螺纹换热管另一端连接；注水泵装在过冷水箱上、且与过冷水箱内连通；注水管一端与注水泵连接，注水管另一端穿过支撑平板和加载室底部的挡板伸入上向钻孔内；低温流体注入管上装有第一控制阀，注水管上装有第二控制阀；
所述数据监测装置包括声发射接收器、温度信号接收器、温度检测装置、声发射探头、控制主机和显示器，温度检测装置和声发射探头均为多个，多个温度检测装置均匀固定在试样表面、且各个温度检测装置通过数据线与温度信号接收器连接，多个声发射探头分别固定在围成加载室的各个挡板和加载板内表面、且各个声发射探头通过数据线与声发射接收器连接，声发射接收器和温度信号接收器均通过数据线与控制主机连接，控制主机与显示器连接。
2.根据权利要求1所述的一种上向钻孔低温流体致裂的模拟实验系统，其特征在于，所述低温流体为液态氮、液态二氧化碳的其中一种。
3.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟成，丛钰洲，郑仰峰，徐吉钊，孙勇，唐伟，李宇杰，周震，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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