一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置的制作方法

本发明涉及二氧化碳存储领域，尤其涉及一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置。

背景技术：

1、二氧化碳盖层，是指在二氧化碳地质封存过程中，位于地下储层之上，具有低渗透性或非渗透性的岩层，用于防止注入的二氧化碳通过断层或裂缝渗漏到上部淡水层或地表，其作为一道屏障，阻止二氧化碳从储层向上迁移，确保二氧化碳在地下长期稳定封存；

2、现有技术中，由于地壳的温度不同，而二氧化碳所封存的温度不同，并未有装置模拟二氧化碳在地质盖层中的应力状态及突破过程，这样实际的盖层的密封性和安全性都无法得到实验数据支持，导致在盖层的选取过程中，无法针对不同的环境选取合适的盖层材料，所以为了解决上述的问题，设计一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置是需要考虑的。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置，该实验装置在具体的使用过程中，可模拟实际的不同存储环境，从而让整体的检测效果更为准确，方便盖层的实际选择与使用。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置，包括底板，所述底板的上端固定连接有放置盘，所述底板的上端对称固定连接有两个液压伸缩杆，所述放置盘的上方设置有移动柱，所述移动柱的前后侧均固定连接有连接块，两个所述液压伸缩杆的伸缩端均与连接块的下端固定连接，所述放置盘的上端开设有六个第一柱状槽，所述移动柱的下端开设有六个加压槽，每个所述加压槽与其对应的第一柱状槽配合；每个所述加压槽的内顶部空间均通过加水口与外界连通，所述移动柱的外侧壁上安装有多个压力表，每个所述压力表均用于检测对应加压槽内的压力，每个所述加水口上均安装有密封阀；注气机构，所述注气机构位于底板的上端，所述注气机构用于注入二氧化碳气体；温度调节机构，所述温度调节机构用于改变二氧化碳的温度；间歇性转动机构，所述间隙性转动机构与注气机构配合。

4、优选地，所述移动柱的外侧设置有环形管，所述移动柱的侧壁上安装有真空泵，所述真空泵的进气端与环形管内部连通，所述环形管通过多个连通管 与多个加压槽连通。

5、优选地，每个所述连通管内部均安装有电磁阀，多个所述电磁阀均与真空泵电性连接。

6、优选地，所述注气机构包括固定连接在底板上端的矩形块，所述矩形块的上端开设有第二柱状槽，所述矩形块的右侧安装有第二l状安装架，所述第二l状安装架上安装有电机，所述电机的输出轴固定连接有转动盘，所述第二柱状槽内设置有可上下滑动的第一活塞板，所述转动盘的左侧转动连接条，所述连接条的另一端与第一活塞板上端转动连接，所述第二柱状槽的内底连通有进气管，所述第二柱状槽的内底部连通有注入管，每个所述注入管和进气管内部均安装有单向阀。

7、优选地，所述温度调节机构包括固定连接在移动柱上端的第一l状安装架，所述第一l状安装架的水平部贯穿设置有竖直连接管，所述竖直连接管与第一l状安装架的水平部固定连接，所述移动柱的上方设置有转动空心盘，所述转动空心盘内填充有导温油，所述移动柱的上端固定连接有矩形空心盒，所述矩形空心盒的内顶部转动连接有转动管，所述转动管的上端贯穿矩形空心盒的内顶部，并与转动空心盘的下端固定连接，所述转动管的上端延伸至矩形空心盒内部。

8、优选地，所述矩形块的上端对称固定连接有两个矩形条，两个所述矩形条的上端共同固定连接有活塞筒，所述活塞筒内设置有可上下滑动的第二活塞板，所述第二活塞板的下端对称固定连接有两个固定杆，两个所述固定杆的下端均与第一活塞板的上端固定连接，所述活塞筒的内顶部空间通过进气口与外界连通，所述活塞筒的内顶部空间连通排气管，所述进气口和排气管内部均安装有单向阀，所述排气管的另一端延伸至矩形空心盒内底部，并与转动管的下端通过第二旋转接头连通，所述活塞筒的左右两侧内壁上均安装有半导体制冷件，两个所述半导体制冷件的制冷端均延伸至活塞筒内部。

9、优选地，所述注入管的另一端与竖直连接管的上端连通，所述转动空心盘内部安装有蛇形管，所述蛇形管的进气端贯穿转动空心盘的内顶部，并通过第一旋转接头与竖直连接管的下端连通，所述蛇形管的下端贯穿转动空心盘的内底部，每个所述加压槽的内顶部均连竖管，多个所述竖管的上端均与转动空心盘的下端接触，且滑动连接。

10、优选地，所述间歇性转动机构包括多个分别开设在第一柱状槽的内底部的排气通道，每个所述第一柱状槽的内底部均安装有气体流速传感器，所述矩形空心盒内设置有可左右滑动的磁性滑板，所述矩形空心盒的右侧内壁上固定连接有电磁铁，所述电磁铁的左侧与磁性滑板通过弹簧电性连接，所述磁性滑板的左侧固定连接有齿条，所述转动管的外侧设置有齿轮，所述齿轮与齿条啮合，所述齿轮与转动管通过单向轴承连接，多个所述气体流速传感器均与电磁铁配合。

11、本发明与现有技术相比，其有益效果为：

12、1、通过注气机构的使用，会不断的注入二氧化碳，设置有压力表，为现有数字压力表，具有峰值保持功能，当这个功能被激活时，压力表会记录并显示自上次复位以来所测量的最高压力值，从而方便记录突破实验的最大压力，方便了应力的计算。

13、2、设置有温度调节机构，通过调节调节机构的使用，可模拟高温高压环境、常温高压环境和低温高压环境下的突破检测。

14、3、通过水体的使用，配合二氧化碳的加压，可模拟高温高压环境、常温高压环境和低温高压环境的酸性条件下的突破检测，更符合实际的环境。

15、4、设置有气体流量传感器、电磁铁、齿条、齿轮和单向轴承等结构，可让模拟实验依次自动完成，无需工作人员单独控制，极大的方便了实际的操作。

16、综上所述，该实验装置在使用的过程中，整体采用自动化操作，无需工作人员多次操作，另外可模拟高温高压、高温高压高酸、常温高压、常温高压高酸、低温高压以及低温高压高酸环境下的二氧化碳盖层突破，符合实际的使用环境，让实际的数据更为准确。

技术特征：

1.一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置，其特征在于，所述移动柱（5）的外侧设置有环形管（7），所述移动柱（5）的侧壁上安装有真空泵（6），所述真空泵（6）的进气端与环形管（7）内部连通，所述环形管（7）通过多个连通管（8） 与多个加压槽（30）连通。

3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置，其特征在于，每个所述连通管（8）内部均安装有电磁阀，多个所述电磁阀均与真空泵（6）电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置，其特征在于，所述注气机构包括固定连接在底板（1）上端的矩形块（14），所述矩形块（14）的上端开设有第二柱状槽，所述矩形块（14）的右侧安装有第二l状安装架（15），所述第二l状安装架（15）上安装有电机（17），所述电机（17）的输出轴固定连接有转动盘（23），所述第二柱状槽内设置有可上下滑动的第一活塞板（24），所述转动盘（23）的左侧转动连接条（27），所述连接条（27）的另一端与第一活塞板（24）上端转动连接，所述第二柱状槽的内底连通有进气管（26），所述第二柱状槽的内底部连通有注入管（13），每个所述注入管（13）和进气管（26）内部均安装有单向阀。

5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置，其特征在于，所述温度调节机构包括固定连接在移动柱（5）上端的第一l状安装架（9），所述第一l状安装架（9）的水平部贯穿设置有竖直连接管（11），所述竖直连接管（11）与第一l状安装架（9）的水平部固定连接，所述移动柱（5）的上方设置有转动空心盘（10），所述转动空心盘（10）内填充有导温油，所述移动柱（5）的上端固定连接有矩形空心盒（36），所述矩形空心盒（36）的内顶部转动连接有转动管（40），所述转动管（40）的上端贯穿矩形空心盒（36）的内顶部，并与转动空心盘（10）的下端固定连接，所述转动管（40）的上端延伸至矩形空心盒（36）内部。

6.根据权利要求5所述的一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置，其特征在于，所述矩形块（14）的上端对称固定连接有两个矩形条（22），两个所述矩形条（22）的上端共同固定连接有活塞筒（16），所述活塞筒（16）内设置有可上下滑动的第二活塞板（25），所述第二活塞板（25）的下端对称固定连接有两个固定杆，两个所述固定杆的下端均与第一活塞板（24）的上端固定连接，所述活塞筒（16）的内顶部空间通过进气口（19）与外界连通，所述活塞筒（16）的内顶部空间连通排气管（20），所述进气口（19）和排气管（20）内部均安装有单向阀，所述排气管（20）的另一端延伸至矩形空心盒（36）内底部，并与转动管（40）的下端通过第二旋转接头（38）连通，所述活塞筒（16）的左右两侧内壁上均安装有半导体制冷件（18），两个所述半导体制冷件（18）的制冷端均延伸至活塞筒（16）内部。

7.根据权利要求4所述的一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置，其特征在于，所述注入管（13）的另一端与竖直连接管（11）的上端连通，所述转动空心盘（10）内部安装有蛇形管（33），所述蛇形管（33）的进气端贯穿转动空心盘（10）的内顶部，并通过第一旋转接头（12）与竖直连接管（11）的下端连通，所述蛇形管（33）的下端贯穿转动空心盘（10）的内底部，每个所述加压槽（30）的内顶部均连竖管（35），多个所述竖管（35）的上端均与转动空心盘（10）的下端接触，且滑动连接。

8.根据权利要求4所述的一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置，其特征在于，所述间歇性转动机构包括多个分别开设在第一柱状槽（21）的内底部的排气通道（31），每个所述第一柱状槽（21）的内底部均安装有气体流速传感器（32），所述矩形空心盒（36）内设置有可左右滑动的磁性滑板（43），所述矩形空心盒（36）的右侧内壁上固定连接有电磁铁（41），所述电磁铁（41）的左侧与磁性滑板（43）通过弹簧（42）电性连接，所述磁性滑板（43）的左侧固定连接有齿条（37），所述转动管（40）的外侧设置有齿轮（39），所述齿轮（39）与齿条（37）啮合，所述齿轮（39）与转动管（40）通过单向轴承连接，多个所述气体流速传感器（32）均与电磁铁（41）配合。

技术总结本发明公开了一种二氧化碳盖层应力及突破实验装置，包括底板，所述底板的上端固定连接有放置盘，所述底板的上端对称固定连接有两个液压伸缩杆，所述放置盘的上方设置有移动柱，所述移动柱的前后侧均固定连接有连接块，两个所述液压伸缩杆的伸缩端均与连接块的下端固定连接，所述放置盘的上端开设有六个第一柱状槽，所述移动柱的下端开设有六个加压槽，每个所述加压槽与其对应的第一柱状槽配合；每个所述加压槽的内顶部空间均通过加水口与外界连通，所述移动柱的外侧壁上安装有多个压力表。该实验装置在具体的使用过程中，可模拟实际的不同存储环境，从而让整体的检测效果更为准确，方便盖层的实际选择与使用。技术研发人员：翁建东,许小林,夏留荣,裴岸杰,刘海军,王凤玲,刘海峰受保护的技术使用者：南通华兴石油仪器有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6