本发明专利技术涉及一种用于研究地质地热能利用的实验装置，包括实验箱体及其内部的若干个注水管、若干个抽水管、岩层单元和加热装置，加热装置设在实验箱体的底部，岩层单元设在加热装置的上方；所述岩层单元包括至少三个可抽拉拆卸的岩层储槽，由上至下分别为盖层储槽、储层储槽和防水储槽，分别用于装填盖层岩体、储层岩体和防水岩体；所述注水管和抽水管的底端开口均处于储层储槽内；所述储层储槽的内部设有岩体挤压装置，岩体挤压装置包括四个作用板以及作用板上的挤压部件，作用板设在储层储槽的内壁上，挤压部件处于作用板与储层储槽内壁之间，为储层岩体提供挤压作用。为储层岩体提供挤压作用。为储层岩体提供挤压作用。
【技术实现步骤摘要】
一种用于研究地质地热能利用的实验装置
[0001]本专利技术属于地热能开发利用
，具体涉及一种用于研究地质地热能利用的实验装置。
技术介绍
[0002]地热是由于地球内部的熔融岩浆和放射性物质的衰变而产生的热能，这种天然热能能量巨大，地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深处，温度也在650
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1200℃，且是可再生能源，其集中释放时可引起火山爆发或地震。地热能以热力形式存在，利用时无需进行复杂的能量转化或加工，大大节约了能源利用的成本，是目前人类所知的较为理想的自然资源。目前，我国地热资源开发利用已达到为100亿千瓦时，对地热资源的利用形式主要有地热发电、地热供暖、种植或养殖等，然而，我国地热在能源结构中占的比例还很小，应该加快地热资源开发利用的速度和步伐。
[0003]我国对于地热的研究还不太深入，特殊的能量形式和储存形式，导致实地勘察和实验的难度较大，目前主要是通过软件进行数值模拟来分析，但数值模拟及建模过程中采用的数据与实际地质数据存在偏差，将影响模拟结果的准确度。如何更为贴近实际地研究地热换热过程，如何将复杂的地质情况和换热情况对于换热效率的影响进行综合实验探索，如何高效便捷的进行影响因素的研究，且提高实验的准确度，是本领域技术人员面临的问题。
技术实现思路
[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种用于研究地质地热能利用的实验装置，包括实验箱体及其内部的若干个注水管、若干个抽水管、岩层单元和加热装置，加热装置设在实验箱体的底部，岩层单元设在加热装置的上方；所述岩层单元包括至少三个可抽拉拆卸的岩层储槽，由上至下分别为盖层储槽、储层储槽和防水储槽，分别用于装填盖层岩体、储层岩体和防水岩体；所述注水管和抽水管的底端开口均处于储层储槽内；所述储层储槽的内部设有岩体挤压装置，岩体挤压装置包括四个作用板以及作用板上的挤压部件，作用板设在储层储槽的内壁上，挤压部件处于作用板与储层储槽内壁之间，为储层岩体提供挤压作用。
[0005]本专利技术所述的实验装置在实验箱体内设置若干个岩层储槽，模拟地质岩层的构造，由于不同地区的地质结构复杂多变，可抽拉拆卸的岩层储槽满足不同地质条件的模拟要求，例如岩层材质、岩层数量，所述加热装置模拟地热热源，加热装置加热储层岩体，使得储层岩体具有热量，注水管向储层岩体注入水或其它流体介质，通过换热吸收储层岩体的热量，达到利用地热的目的，再通过抽水管输出吸热后的水或其它流体介质，通过测量吸热前后水或其它流体介质的温差，计算换热量。
[0006]可选的，所述实验箱体为立方体形状，实验箱体的一个侧面空置，为敞口开放状
态，用于抽拉放置岩层单元的岩层储槽；空置侧面为第一侧面，按照顺时针方向其它侧面分别为第二侧面、第三侧面和第四侧面；第二侧面和第四侧面对应每个岩层储槽的位置均设有抽屉滑槽，每个岩层储槽的侧面的顶部或中部设有对应抽屉滑槽的导杆，用于固定和装卸每个岩层储槽。
[0007]进一步可选的，所述岩层储槽的装有导杆的两个侧面的底部设有向下凸出的滑轮，岩层储槽的装有导杆的两个侧面的顶部设有向下凹陷的滑槽，下方的岩层储槽安装在实验箱体内之后，上方的岩层储槽的滑轮配合下方的岩层储槽的滑槽，同时再通过自身导杆与对应的抽屉滑槽的配合。
[0008]可选的，所述岩层储槽的底面由上至下包括细沙网和可拆卸的底板，所述底板采用抽拉方式与岩层储槽组合，细沙网的网孔孔径不大于对应的岩层储槽所装填的岩体粒径。
[0009]可选的，所述防水储槽内包括吸水层和防水岩体，吸水层设在防水岩体的上方，吸水层用于吸收从储层岩体渗漏的多余的水，防水岩体用于防止水渗漏而影响加热装置；所述加热装置设在防水储槽的下方。
[0010]可选的，所述储层储槽的水平横截面积略小于防水储槽的水平横截面积，使得储层储槽内多余的流体介质可流入防水储槽。
[0011]可选的，所述储层储槽的每个内壁分别对应设置一个作用板，四个作用板在储层储槽内围成一个区域，储层岩体处于该区域内；每个作用板的外侧面与对应的储层储槽内壁之间设有四个挤压部件，并分别设在作用板外侧面的四个顶角，挤压部件的尾部可拆卸地固定在储层储槽内壁上，挤压部件的施压端抵住作用板的外侧面，能够向作用板施加定量的作用力，通过作用板挤压储层岩体，使得储层岩体出现不同程度的裂缝网度。
[0012]可选的，所有所述注水管的顶端开口通过并联管路依次连接流速检测仪、注水泵、第一测温仪和供液槽，为储层储槽供给水或其它流体介质，所有抽水管的顶端开口通过并联管路依次连接抽水泵、第二测温仪和集液槽，抽取储层储槽内换热后的水或其它流体介质；若干个注水管和抽水管均匀竖直插入实验箱体，实验箱体顶面对应注水管和抽水管的位置设有贯穿孔，当每个岩层储槽安装进入实验箱体之后，将各自的底板拆除，注水管和抽水管能够贯穿各个岩层储槽，使得注水管和抽水管的底端开口到达储层储槽中。
[0013]可选的，所述储层储槽的内部设有应力传感器、温度传感器和若干个裂缝网络光纤监测器，分别用于实时监测储层储槽内的应力、温度和岩体裂缝数据，裂缝网络光纤监测器通讯连接实验箱体外部的裂缝检测仪。
[0014]可选的，所述实验装置还包括监控装置，所述监控装置通讯连接并控制所述第一测温仪、流速检测仪、注水泵、第二测温仪、抽水泵、应力传感器、温度传感器、加热装置和岩体挤压装置，用于记录数据和时间。
[0015]本专利技术所述的用于研究地质地热能利用的实验装置，通过简单的实验箱体和岩层储槽的配合，模拟实际地质地层，通过注水管和抽水管提供换热介质，并控制换热介质的各种条件，以研究地热换热效率的影响因素。通过改良岩层储槽的固定和滑动方式，提高其稳定性，通过改良岩层储槽的底板和岩体挤压装置，使得该实验装置更贴近真实地质岩体情
况，也能提供更为方便的实验条件，提高科研效率。
附图说明
[0016]图1为所述探究岩体换热影响因素的实验装置的结构示意图；图2为储层储槽的结构示意图（一）；图3为储层储槽的结构示意图（二）。
[0017]附图中，1
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实验箱体，2
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注水管，3
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抽水管，4
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加热装置，5
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第一测温仪，6
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流速检测仪，7
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注水泵，8
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供液槽，9
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第二测温仪，10
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抽水泵，11
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集液槽，12
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作用板，13
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挤压部件，14
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盖层储槽，15
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储层储槽，16
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防水储槽，17
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底板，18
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导杆，19
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滑轮，20
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滑槽，21
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细沙网。
具体实施方式
[0018]本实施例提供一种用于研究地质地热能利用的实验装置，如图1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于研究地质地热能利用的实验装置，其特征在于，包括实验箱体及其内部的若干个注水管、若干个抽水管、岩层单元和加热装置，加热装置设在实验箱体的底部，岩层单元设在加热装置的上方；所述岩层单元包括至少三个可抽拉拆卸的岩层储槽，由上至下分别为盖层储槽、储层储槽和防水储槽，分别用于装填盖层岩体、储层岩体和防水岩体；所述注水管和抽水管的底端开口均处于储层储槽内；所述储层储槽的内部设有岩体挤压装置，岩体挤压装置包括四个作用板以及作用板上的挤压部件，作用板设在储层储槽的内壁上，挤压部件处于作用板与储层储槽内壁之间，为储层岩体提供挤压作用。2.根据权利要求1所述的用于研究地质地热能利用的实验装置，其特征在于所述实验箱体为立方体形状，实验箱体的一个侧面空置，为敞口开放状态，用于抽拉放置岩层单元的岩层储槽；空置侧面为第一侧面，按照顺时针方向其它侧面分别为第二侧面、第三侧面和第四侧面；第二侧面和第四侧面对应每个岩层储槽的位置均设有抽屉滑槽，每个岩层储槽的侧面的顶部或中部设有对应抽屉滑槽的导杆，用于固定和装卸每个岩层储槽。3.根据权利要求2所述的用于研究地质地热能利用的实验装置，其特征在于，所述岩层储槽的装有导杆的两个侧面的底部设有向下凸出的滑轮，岩层储槽的装有导杆的两个侧面的顶部设有向下凹陷的滑槽，下方的岩层储槽安装在实验箱体内之后，上方的岩层储槽的滑轮配合下方的岩层储槽的滑槽。4.根据权利要求3所述的用于研究地质地热能利用的实验装置，其特征在于，所述岩层储槽的底面由上至下包括细沙网和可拆卸的底板，所述底板采用抽拉方式与岩层储槽组合，细沙网的网孔孔径不大于对应的岩层储槽所装填的岩体粒径。5.根据权利要求4所述的用于研究地质地热能利用的实验装置，其特征在于，所述防水储槽内包括吸水层和防水岩体，吸水层设在防水岩体的上方，吸水层用于吸收从储层岩体渗漏的多余的水，防水岩体用于防止水渗漏而影响加热装置；所述加热装置设在防水储槽的下方。6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丹丹，
申请(专利权)人：中国煤炭地质总局勘查研究总院，
类型：发明
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