研究深层基岩回灌影响因素的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了研究深层基岩回灌影响因素的装置，包括中央控制处理器、回灌处理机构、开采井和设置在开采井一侧的回灌井，所述回灌处理机构与中央控制处理器电连接，所述中央控制处理器实时监测回灌井和开采井的储层压力。本发明专利技术通过研究得出回灌压力升高，裂隙开度和渗透率增长幅度增加，导致储层降温幅度增加；回灌温度降低，裂隙开度和渗透率增长幅度增加，导致储层降温幅度增加；使得可以根据实际需求，选择合适的回灌压力和回灌温度，以保证储层渗透率的合理性，提高采热效率保持储层温度，提高地热田增产。

【技术实现步骤摘要】
研究深层基岩回灌影响因素的装置及方法
本专利技术涉及研究深层基岩回灌影响因素的装置及方法。
技术介绍
国内外专家学者进行了广泛的有益探索。Stefano等发现采热过程中岩体拉伸和剪切变形会对储层渗透率产生影响。Bahrami等指出应力场变化会引起基质渗透率发生改变。凌璐璐等指出渗透率增大，储层降温幅度增加。崔翰博以青海共和盆地地热田GR1井为研究对象，基于热流固耦合理论，运用comsol数值模拟软件，建立了双重孔隙介质渗透率水流传热模型，通过研究不同基质渗透率和裂隙渗透率条件下的储层温度场、应力场、应变场、位移场变化规律，发现裂隙渗透率增大会提高储层产热效率，但也会使储层温度场、应力场、应变场、位移场影响区域变大，缩短储层寿命。孙致学提出了一种数值方法来模拟和分析增强型地热系统(EGS)中的热量提取过程，并利用二维随机生成的裂缝模型模拟了澳大利亚库珀盆地的一个EGS案例，研究了地热储层的流体流动、传热和力学响应特征，揭示了渗透率随开采时间的变化过程，通过敏感性分析研究了控制EGS出口温度的主要参数。李馨馨基于渗流传热耦合理论和离散裂隙网络模型，提出了裂隙岩体三维流热耦合的等效模拟方法，并将其应用于含大规模裂隙岩体地热对井系统采热过程的数值模拟，获取了储层内温度场的分布规律，其中裂隙开度直接影响裂隙渗透性，是影响岩体温度场分布的重要因素。徐浩然提出一种模拟工程尺度碳酸盐岩热储酸化压裂过程的数值方法，可考虑碳酸盐岩热储酸化压裂过程中热、水、力、化四场之间的耦合作用，并建立了碳酸盐岩热储非均质裂隙模型，研究了多场耦合条件下裂隙开度的分布规律。综合以上研究可以看出，众多学者对渗透率和地热采灌之间的关系进行了广泛研究，但大多集中于渗透率变化对热储多场耦合的影响，而热水力三场耦合下储层裂隙渗透性对注入压力和温度改变时的响应机理有待进一步研究；因而现提出研究深层基岩回灌影响因素的装置及方法，通过从回灌压力和回灌温度两个方面研究对地热回灌的的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供研究深层基岩回灌影响因素的装置及方法，解决了现有技术中研究深层基岩在热水力三场耦合下储层裂隙渗透性对回灌压力和回灌温度改变时有何响应机理的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：研究深层基岩回灌影响因素的装置，包括中央控制处理器、回灌处理机构、开采井和设置在开采井一侧的回灌井，所述回灌处理机构与中央控制处理器电连接，所述中央控制处理器实时监测回灌井和开采井的储层压力，所述中央控制处理器实时监测回灌井的入口温度和储层温度，所述中央控制处理器实时监测开采井的入口温度和储层温度；回灌处理机构包括过滤桶，所述过滤桶内同轴心设置有呈环形结构的第二过滤网和第一过滤网，所述过滤桶的下端面为过滤底盘，所述第一过滤网与过滤桶内壁之间形成第一过滤腔、所述第一过滤网和第二过滤网之间形成第二过滤腔，所述第二过滤网、过滤桶顶部内部和过滤底盘之间形成第三过滤腔，过滤桶在马达的驱动下做圆周转动运动，所述过滤桶的顶部与地热尾水进水管连通，所述过滤底盘的下端面、正对于第一过滤腔、第二过滤腔和第三过滤腔位置处均连通有集料桶，且三个集料桶的下端面均安装有向上贯穿至过滤底盘上方的出渣管，且三组集料桶的底端汇集形成主输料管，所述主输料管与增压罐连通，且增压罐的输出端与回灌管安装。优选的，所述回灌井的中部一侧设置有与中央控制处理器电连接的回灌井压力检测单元，所述开采井的中部一侧设置有与中央控制处理器电连接的开采井压力检测单元，以用于控制回灌侧与开采侧的压力差，所述回灌井的储层设有与中央控制处理器电连接的回灌储层压力检测单元，所述开采井的储层设有与中央控制处理器电连接的开采储层压力检测单元，所述回灌井的入口区和储层区分别设有均与中央控制处理器电连接的回灌入口温度检测单元和回灌储层温度检测单元，所述开采井的入口区和储层区分别设有均与中央控制处理器电连接的开采入口温度检测单元和开采储层温度检测单元。优选的，所述过滤桶的下方设置有底箱，所述底箱的顶部固定连通有竖剖截面呈V形结构的集料箱，所述底箱的内部竖直轴心线上设置有网桶，所述网桶的竖剖截面为开口朝向的U形结构，所述网桶的顶部与集料箱的底端连通，所述网桶的外壁开设有若干个网孔，且网桶为磁性材质，所述底箱的下端面正对于网桶位置处固定连接有密封塞，所述底箱的内壁、网桶的外壁和集料箱的底部外壁之间形成出料腔，所述底箱的外壁安装有与出料腔连通的出水管，所述出水管与回灌管连通。优选的，所述过滤桶的顶部连通有输料桶，所述输料桶的顶部连通有入水管，所述入水管上安装有增压泵，所述入水管与地热尾水进水管连通，且三个集料桶的底端均连通有集料管，且三个集料管均与主输料管连通。优选的，所述过滤桶的上方设置有顶板，所述顶板的底部固定连接有固定桶，所述固定桶的底端通过支撑架与底箱固定连接，所述顶板的下端面固定连接有套设在输料桶外的支撑托，所述支撑托通过轴承套与输料桶安装，所述输料桶的外壁套设有齿环，所述固定桶的内壁安装有与齿环通过卡尺啮合传动的齿轮，所述马达安装在顶板上，所述马达的输出轴与齿轮传动连接。优选的，所述过滤桶的外壁呈环形阵列安装有多个滚轮，所述固定桶的内壁固定连接有呈环形结构的限位环，且限位环的竖剖截面呈U形结构，以使滚轮在限位环内限位活动。研究深层基岩回灌影响因素的方法，影响因素包括回灌压力或回灌温度，使用权利要求1-4任一项所述的研究深层基岩回灌影响因素的装置，该研究方法包括研究回灌压力或回灌温度对回灌平衡的影响：其中，研究回灌压力对深层基岩回灌平衡的影响包括以下步骤：第一步，选取多个采样点，采样点分别为A1、A2、A3和A4；第二步，分别控制A1、A2、A3和A4采样点的回灌压力为a，建立随着时间推移，裂隙渗透率的变化的几何图；建立随着时间的推移，裂隙开度变化的几何图；第三步，分别控制A1、A2、A3和A4采样点的回灌压力为b，建立随着时间推移，裂隙渗透率的变化的几何图；建立随着时间的推移，裂隙开度变化的几何图；第四步，分别控制A1、A2、A3和A4采样点的回灌压力为c，计算随着时间的推移A1、A2、A3和A4采样点在回灌压力为a时的热储温度均值；计算随着时间的推移A1、A2、A3和A4采样点在回灌压力为b时的热储温度均值；计算随着时间的推移A1、A2、A3和A4采样点在回灌压力为c时的热储温度均值；研究回灌温度对深层基岩回灌平衡的影响包括以下步骤：第一步，选取多个采样点，采样点分别为B1、B2、B3和B4；第二步，分别控制B1、B2、B3和B4采样点的回灌温度为e，建立随着时间推移，裂隙渗透率的变化的几何图；建立随着时间的推移，裂隙开度变化的几何图；第三步，分别控制B1、B2、B3和B4采样点的回灌温度为f，建立随着时间推移，裂隙渗透率的变化的几何图；建立随着时间的推移，裂隙开度变化的几何图；第四步，分别控制B1、B2、B3和B4采样点的回灌压力为g，计算随着时间的推移B1、B2、B3和B4采样点在回灌压力为e时的热储温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.研究深层基岩回灌影响因素的装置，其特征在于，包括中央控制处理器(1)、回灌处理机构(2)、开采井(5)和设置在开采井(5)一侧的回灌井(4)，所述回灌处理机构(2)与中央控制处理器(1)电连接，所述中央控制处理器(1)实时监测回灌井(4)和开采井(5)的储层压力，所述中央控制处理器(1)实时监测回灌井(4)的入口温度和储层温度，所述中央控制处理器(1)实时监测开采井(5)的入口温度和储层温度；/n回灌处理机构(2)包括过滤桶(23)，所述过滤桶(23)内同轴心设置有呈环形结构的第二过滤网(25)和第一过滤网(24)，所述过滤桶(23)的下端面为过滤底盘(26)，所述第一过滤网(24)与过滤桶(23)内壁之间形成第一过滤腔(29)、所述第一过滤网(24)和第二过滤网(25)之间形成第二过滤腔(30)，所述第二过滤网(25)、过滤桶(23)顶部内部和过滤底盘(26)之间形成第三过滤腔(31)，过滤桶(23)在马达(16)的驱动下做圆周转动运动，所述过滤桶(23)的顶部与地热尾水进水管(3)连通，所述过滤底盘(26)的下端面、正对于第一过滤腔(29)、第二过滤腔(30)和第三过滤腔(31)位置处均连通有集料桶(32)，且三个集料桶(32)的下端面均安装有向上贯穿至过滤底盘(26)上方的出渣管(43)，且三组集料桶(32)的底端汇集形成主输料管(34)，所述主输料管(34)与增压罐(35)连通，且增压罐(35)的输出端与回灌管(14)安装。/n...

【技术特征摘要】
1.研究深层基岩回灌影响因素的装置，其特征在于，包括中央控制处理器(1)、回灌处理机构(2)、开采井(5)和设置在开采井(5)一侧的回灌井(4)，所述回灌处理机构(2)与中央控制处理器(1)电连接，所述中央控制处理器(1)实时监测回灌井(4)和开采井(5)的储层压力，所述中央控制处理器(1)实时监测回灌井(4)的入口温度和储层温度，所述中央控制处理器(1)实时监测开采井(5)的入口温度和储层温度；
回灌处理机构(2)包括过滤桶(23)，所述过滤桶(23)内同轴心设置有呈环形结构的第二过滤网(25)和第一过滤网(24)，所述过滤桶(23)的下端面为过滤底盘(26)，所述第一过滤网(24)与过滤桶(23)内壁之间形成第一过滤腔(29)、所述第一过滤网(24)和第二过滤网(25)之间形成第二过滤腔(30)，所述第二过滤网(25)、过滤桶(23)顶部内部和过滤底盘(26)之间形成第三过滤腔(31)，过滤桶(23)在马达(16)的驱动下做圆周转动运动，所述过滤桶(23)的顶部与地热尾水进水管(3)连通，所述过滤底盘(26)的下端面、正对于第一过滤腔(29)、第二过滤腔(30)和第三过滤腔(31)位置处均连通有集料桶(32)，且三个集料桶(32)的下端面均安装有向上贯穿至过滤底盘(26)上方的出渣管(43)，且三组集料桶(32)的底端汇集形成主输料管(34)，所述主输料管(34)与增压罐(35)连通，且增压罐(35)的输出端与回灌管(14)安装。


2.根据权利要求1所述的研究深层基岩回灌影响因素的装置，其特征在于，所述回灌井(4)的中部一侧设置有与中央控制处理器(1)电连接的回灌井压力检测单元(9)，所述开采井(5)的中部一侧设置有与中央控制处理器(1)电连接的开采井压力检测单元(13)，以用于控制回灌侧与开采侧的压力差，所述回灌井(4)的储层设有与中央控制处理器(1)电连接的回灌储层压力检测单元(8)，所述开采井(5)的储层设有与中央控制处理器(1)电连接的开采储层压力检测单元(12)，所述回灌井(4)的入口区和储层区分别设有均与中央控制处理器(1)电连接的回灌入口温度检测单元(6)和回灌储层温度检测单元(7)，所述开采井(5)的入口区和储层区分别设有均与中央控制处理器(1)电连接的开采入口温度检测单元(10)和开采储层温度检测单元(11)。


3.根据权利要求1所述的研究深层基岩回灌影响因素的装置，其特征在于，所述过滤桶(23)的下方设置有底箱(38)，所述底箱(38)的顶部固定连通有竖剖截面呈V形结构的集料箱(37)，所述底箱(38)的内部竖直轴心线上设置有网桶(40)，所述网桶(40)的竖剖截面为开口朝向的U形结构，所述网桶(40)的顶部与集料箱(37)的底端连通，所述网桶(40)的外壁开设有若干个网孔，且网桶(40)为磁性材质，所述底箱(38)的下端面正对于网桶(40)位置处固定连接有密封塞(41)，所述底箱(38)的内壁、网桶(40)的外壁和集料箱(37)的底部外壁之间形成出料腔(39)，所述底箱(38)的外壁安装有与出料腔(39)连通的出水管(42)，所述出水管(42)与回灌管(14)连通。


4.根据权利要求1所述的研究深层基岩回灌影响因素的装置，其特征在于，过滤桶(23)的顶部连通有输料桶(22)，所述输料桶(22)的顶部连通有入水管(18)，所述入水管(18)上安装有增压泵(17)，所述入水管(18)与地热尾水进水管(3)连通，且三个集料桶(32)的底端均连通有集料管(33)，且三个集料管(33)均与主输料管(34)连通。


5.根据权利要求1所述的研究深层基岩回灌影响因素的装置，其特征在于，所述过滤桶(23)的上方设置有顶板(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵玲，刘彦广，蔡子昭，张薇，刘峰，龙西亭，赵志宏，胡大伟，谭现锋，牛小军，
申请(专利权)人：中国地质科学院水文地质环境地质研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13