一种NMR真三轴在线加载渗流系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种NMR真三轴在线加载渗流系统。所述一种NMR真三轴在线加载渗流系统，包括气液注入单元、高温高压循环单元、三向加载单元、出口回收单元。本实用新型专利技术在各部件密切配合作用下，实现了试样原位状态模拟，利用核磁共振监测手段，在线监测在不同加载条件下试样内的孔隙结构与流体运移状态演化过程，对工程实际起到指导作用。对工程实际起到指导作用。对工程实际起到指导作用。

【技术实现步骤摘要】
一种NMR真三轴在线加载渗流系统


[0001]本技术涉及岩石试样多种参数同步扫描以及真三轴加载技术，尤其涉及一种NMR真三轴在线加载渗流系统及应用方法。

技术介绍

[0002]在油气开采，深部岩体工程中，研究岩体的孔隙结构以及内部多相流体运移规律有重要意义。低场核磁共振技术通过检测岩体孔隙中的饱和含氢流体(甲烷、水、油等)的驰豫信号，反映孔隙流体分布信息，使岩体内部的孔隙分布与流体运移可视化。同时真三轴加载方式可以准确的模拟地层岩体真实的三向受力状态的加载方式，然而现阶段真三轴核磁共振监测系统在这方面仍有待提升。
[0003]基于上述情况，迫切需要一种NMR真三轴在线加载渗流系统，实现在真三轴加载条件下，实现岩体的核磁共振信号监测，进而研究在原位地层环境下，岩体内部孔隙结构的演化特征以及内部多相流体运移规律。

技术实现思路

[0004]本技术实施例的目的在与提出一种NMR真三轴在线加载渗流系统，通过各部件密切配合，实现地层应力场、渗流场及化学反应输运场原位模拟，同步采集真三轴加载过程中核磁共振扫描实时数据，反演原位地层在工程扰动下多场耦合过程并获取关键致灾参量。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0005]所述一种NMR真三轴在线加载渗流系统包括：气液注入单元、高温高压循环单元、三向加载单元、出口回收单元、试样室单元。其中各个单元具体设置如下：
[0006]气液注入单元设置有气瓶、CO2气瓶、压力表Ⅰ、压力表Ⅱ、压力表Ⅲ、压力表Ⅳ、压力表
Ⅴ
、温度表、气体增压泵、储罐Ⅰ、储罐Ⅱ、储罐Ⅲ、储罐Ⅳ、加热储气罐、减压器、背压阀、低压控制气源、恒速恒压泵。其中所述气瓶、所述气体增压泵、所述背压阀、所述储罐Ⅰ、所述减压器与所述试样室单元连接形成非CO2气体注入通路；所述恒速恒压泵、所述储罐Ⅲ、所述储罐Ⅱ与所述试样室单元连接形成液体注入通路；所述恒速恒压泵、所述CO2气瓶、所述储罐Ⅳ、所述加热储气罐与所述试样室单元连接形成CO2注入通路；所述低压控制气源与所述气体增压泵、所述恒速恒压泵连接用于控制气体与液体的注入压力；所述气瓶内存放实验所用非CO2气体，所述压力表Ⅰ与所述气瓶连接用于监测所述气瓶内压力；所述压力表Ⅱ与所述储罐Ⅰ连接用于监测所述储罐Ⅰ内压力；所述压力表Ⅳ与所述CO2气瓶连接用于监测所述CO2气瓶内压力；所述压力表
Ⅴ
与所述加热储气罐连接用于监测所述加热储气罐内压力；所述压力表Ⅲ、所述温度表与所述试样室单元连接用于监测注入压力与注入温度；
[0007]高温高压循环单元设置有环压泵、循环泵、环压跟踪泵、围压液储罐、围压温度表、预热器。其中所述环压泵、所述预热器、所述循环泵、所述环压跟踪泵、所述围压液储罐与所述试样室单元连接形成高温高压循环管路，用于控制试样的温度与压力环境；所述围压温度表与所述预热器连接用于监测围压管路温度；所述低压控制气源与所述环压跟踪泵连接
用于控制围压跟踪压力；
[0008]三向加载单元设置有X轴压力表、Y轴压力表、Z轴压力表、X轴压泵、Y轴压泵、Z轴压泵。其中所述X轴压力表与X轴压泵、Y轴压力表与Y轴压泵、Z轴压力表与Z轴压泵分别与所述试样室单元连接形成三条轴压管路，用于控制X、Y、Z三个方向的应力。
[0009]出口回收单元设置有出口压力表、回压压力表、回压阀、缓冲罐、回压控制器、收集计量器。其中所述回压阀、所述回压控制器与所述缓冲罐相互连接形成回压控制管路，用于控制出口压力；所述回压阀与所述收集计量器连接，用于回收出口液体并计量。
[0010]试样室单元设置有X轴压管道、X轴压泵缸体、Y轴压管道、Y轴压泵缸体、Z轴压管道、Z轴压泵缸体、试样、进口管道、出口管道、围压液出口、围压液进口、核磁探头套筒、堵头。其中所述堵头与所述试样直接接触并内嵌在核磁探头套筒上；所述出口管道与所述进口管道内嵌于所述堵头中；所述核磁探头套筒位于所述试样室单元的外部，用于核磁数据监测；所述围压液出口与所述围压液进口位于所述核磁探头套筒外部。
[0011]相对于现有技术中，本技术具有如下有益效果：
[0012]本技术NMR真三轴在线加载渗流系统采用的单独的CO2注入管道同时管道采用抗腐蚀材料，有利于实验系统的维修与保养；通过三个单独的轴压泵形成的加压管路，实现了真三轴应力加载；通过核磁探头套筒来实现对试样的在线核磁共振扫描监测。最终达到在真三轴应力加载条件下核磁共振信号的采集，来探究岩体内部孔隙结构的演化特征以及内部多相流体运移规律，为实际工程开发提供理论支持。
附图说明
[0013]当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本技术以及容易得知其中许多伴随的有益效果，但此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定，其中：
[0014]图1为本技术的系统流程图；
[0015]图2为本技术的试样室单元内部立体示意图；
[0016]图3为本技术的试样室单元剖面图；
[0017]附图标记说明：100
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气液注入单元；200
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高温高压循环单元；300
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三向加载单元；400
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试样室单元；500
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出口回收单元；1
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气瓶；2
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压力表Ⅰ；3
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气体增压泵；4
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压力表Ⅱ；5
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储罐Ⅰ；6
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减压器；7
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背压阀；8
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压力表Ⅲ；9
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恒速恒压泵；10
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储罐Ⅱ；11
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储罐Ⅲ；12
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压力表Ⅳ；13
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CO2气瓶；14
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储罐Ⅳ；15
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压力表
Ⅴ
；16
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加热储气罐；17
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温度表；18
‑
环压泵；19
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X轴压力表；20
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X轴压泵；21
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Z轴压力表；22
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Z轴压泵；23
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Y轴压泵；24
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Y轴压力表；25
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出口压力表；26
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回压阀；27
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收集计量器；28
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回压压力表；29
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回压控制器；30
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缓冲罐；31
‑
围压温度表；32
‑
预热器；33
‑
循环泵；34
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环压跟踪泵；35
‑
围压液储罐；36
‑
低压控制气源；37
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种NMR真三轴在线加载渗流系统，其特征在于：所述一种NMR真三轴在线加载渗流系统包括：气液注入单元、高温高压循环单元、三向加载单元、出口回收单元、试样室单元，其中各个单元具体设置如下：气液注入单元设置有气瓶、CO2气瓶、压力表Ⅰ、压力表Ⅱ、压力表Ⅲ、压力表Ⅳ、压力表
Ⅴ
、温度表、气体增压泵、储罐Ⅰ、储罐Ⅱ、储罐Ⅲ、储罐Ⅳ、加热储气罐、减压器、背压阀、低压控制气源、恒速恒压泵，其中所述气瓶、所述气体增压泵、所述背压阀、所述储罐Ⅰ、所述减压器与所述试样室单元连接形成非CO2气体注入通路；所述恒速恒压泵、所述储罐Ⅲ、所述储罐Ⅱ与所述试样室单元连接形成液体注入通路；所述恒速恒压泵、所述CO2气瓶、所述储罐Ⅳ、所述加热储气罐与所述试样室单元连接形成CO2注入通路；所述低压控制气源与所述气体增压泵、所述恒速恒压泵连接用于控制气体与液体的注入压力；所述气瓶内存放实验所用非CO2气体，所述压力表Ⅰ与所述气瓶连接用于监测所述气瓶内压力；所述压力表Ⅱ与所述储罐Ⅰ连接用于监测所述储罐Ⅰ内压力；所述压力表Ⅳ与所述CO2气瓶连接用于监测所述CO2气瓶内压力；所述压力表
Ⅴ
与所述加热储气罐连接用于监测所述加热储气罐内压力；所述压力表Ⅲ、所述温度表与所述试样室单元连接用于监测注入压力与注入温度；高温高压循环单元设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鸣超，张通，刘泽功，唐明，李燕芳，杨鑫，谢志争，毛钧林，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：