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龍圖騰網(wǎng)獲悉天津大學(xué)申請的專利超臨界CO₂地?zé)衢_采縮小尺度物理實驗系統(tǒng)與仿真方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN115165587B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-08發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202210794687.5，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01N3/12；該發(fā)明授權(quán)超臨界CO₂地?zé)衢_采縮小尺度物理實驗系統(tǒng)與仿真方法是由趙高峰;楊浩;芮福鑫設(shè)計研發(fā)完成，并于2022-07-07向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本超臨界CO₂地?zé)衢_采縮小尺度物理實驗系統(tǒng)與仿真方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種超臨界CO2地?zé)衢_采縮小尺度物理實驗系統(tǒng)，包括S?CO2生成系統(tǒng)、S?CO2溫度壓力控制系統(tǒng)、小尺度地?zé)崮M系統(tǒng)、S?CO2回收系統(tǒng)、S?CO2壓力溫度測量系統(tǒng)、巖石物理力學(xué)性質(zhì)測試系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)；混合數(shù)值仿真方法：利用小尺度物理實驗系統(tǒng)，在不同圍巖壓力、儲層溫度、注入S?CO2溫度、流速情況下實驗；實驗前后分別對巖石試樣進(jìn)行物理性、力學(xué)性質(zhì)測量試驗，得到小尺度物理實驗數(shù)據(jù)，分析試驗前后巖石試樣的物理力學(xué)參數(shù)變化；將試驗后巖石試樣的物理力學(xué)參數(shù)，輸入小尺度數(shù)值模型，經(jīng)參數(shù)自動校準(zhǔn)系統(tǒng)分析校準(zhǔn)，得出巖石試樣的物理力學(xué)參數(shù)，輸入到大尺度數(shù)值模型中，分析工程尺度下不同熱儲層條件、流速、壓力下的開采效率、動力災(zāi)害和可行性。

本發(fā)明授權(quán)超臨界CO₂地?zé)衢_采縮小尺度物理實驗系統(tǒng)與仿真方法在權(quán)利要求書中公布了：1.一種超臨界CO2地?zé)衢_采縮小尺度物理實驗系統(tǒng)，其特征在于，包括S-CO2生成系統(tǒng)、S-CO2溫度壓力控制系統(tǒng)、小尺度地?zé)崮M系統(tǒng)、S-CO2回收系統(tǒng)、S-CO2壓力溫度測量系統(tǒng)、巖石物理力學(xué)性質(zhì)測試系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)； 所述S-CO2生成系統(tǒng)由超臨界反應(yīng)裝置構(gòu)成，用于提供實驗所需的超臨界二氧化碳； 所述S-CO2溫度壓力控制系統(tǒng)由低溫恒壓槽、背壓閥門組成，用于將生成的S-CO2轉(zhuǎn)換成特定溫度壓力狀態(tài)；所述低溫恒壓槽輸入口通過運(yùn)輸管道連接至超臨界反應(yīng)裝置輸出口，所述背壓閥門設(shè)置于低溫恒壓槽輸出口連接的運(yùn)輸管道上； 所述小尺度地?zé)崮M系統(tǒng)包括高溫爐、K系列溫度控制器、K型雙支熱電偶，用于將巖石試樣加熱至特定溫度壓力和將溫度信息傳輸至計算機(jī)內(nèi)的NI分析軟件；所述高溫爐的爐膛內(nèi)設(shè)置有內(nèi)部帶裂隙的巖石試樣，裂隙的兩端分別設(shè)置有S-CO2注入管和S-CO2采集管，所述S-CO2注入管通過運(yùn)輸管道連接至低溫恒壓槽輸出口，所述S-CO2采集管通過運(yùn)輸管道連接至S-CO2回收系統(tǒng)；所述K系列溫度控制器用于控制高溫爐內(nèi)的溫度壓力；所述K型雙支熱電偶用于監(jiān)測巖石試樣的溫度； 所述S-CO2回收系統(tǒng)由CO2儲罐組成，用于將實驗后的二氧化碳存貯并回收實現(xiàn)再利用；所述CO2儲罐進(jìn)口通過運(yùn)輸管道連接至S-CO2采集管，所述CO2儲罐出口通過運(yùn)輸管道連接至低溫恒壓槽輸入口； 所述S-CO2壓力溫度測量系統(tǒng)由電壓力閥、流量傳感器和溫度傳感器組成，用于測量S-CO2壓力、流速和溫度；所述電壓力閥設(shè)置于低溫恒壓槽輸入口和超臨界反應(yīng)裝置輸出口之間連接的運(yùn)輸管道上；所述流量傳感器設(shè)置兩個，分別設(shè)置于低溫恒壓槽輸出口和S-CO2注入管之間連接的運(yùn)輸管道、CO2儲罐進(jìn)口和S-CO2采集管之間連接的運(yùn)輸管道上；所述溫度傳感器設(shè)置兩個，分別設(shè)置于低溫恒壓槽輸出口和S-CO2注入管之間連接的運(yùn)輸管道、CO2儲罐進(jìn)口和S-CO2采集管之間連接的運(yùn)輸管道上； 所述巖石物理力學(xué)性質(zhì)測試系統(tǒng)由聲發(fā)射系統(tǒng)、超聲波測量系統(tǒng)和TJW-1000電液伺服壓縮試驗機(jī)組成，用于測量巖石試樣的模量、應(yīng)變、裂隙發(fā)育情況和承載能力變化；所述聲發(fā)射系統(tǒng)由波導(dǎo)桿、聲發(fā)射傳感器、前置放大器、NI采集分析系統(tǒng)組成，用于對試驗過程中巖石試樣的聲發(fā)射現(xiàn)象實時監(jiān)測和收集分析；所述波導(dǎo)桿一端貼在巖石試樣表面，另一端延伸至高溫爐外部，通過數(shù)據(jù)線依次與聲發(fā)射傳感器、前置放大器、NI采集分析系統(tǒng)連接起來，將聲發(fā)射信號傳至NI采集分析系統(tǒng)；所述超聲波測量系統(tǒng)由PXI系統(tǒng)、功率分配器和超聲波接收系統(tǒng)組成，用于研究聲波信號在試驗前后巖石試樣中傳播的波速、波頻變化，從而間接的反應(yīng)巖石物力力學(xué)參數(shù)；所述TJW-1000電液伺服壓縮試驗機(jī)用于測量巖石試樣實驗前后的單軸抗壓強(qiáng)度力學(xué)性質(zhì)變化，進(jìn)而分析巖石試樣模量粘聚力的變化情況； 所述安全防護(hù)系統(tǒng)由安全閥和電壓力閥組成；所述安全閥設(shè)置兩個，分別設(shè)置于超臨界反應(yīng)裝置輸出口和低溫恒壓槽輸入口之間連接的運(yùn)輸管道、低溫恒壓槽輸出口和S-CO2注入管之間連接的運(yùn)輸管道上，在實驗系統(tǒng)內(nèi)壓力達(dá)到規(guī)定值時，自動排放CO2，保護(hù)人身安全和實驗設(shè)備正常運(yùn)行；所述電壓力閥用于設(shè)定CO2泵上限保護(hù)壓力，當(dāng)泵的壓力達(dá)到上限值時，自動停泵保護(hù)； 利用上述實驗系統(tǒng)，分別在不同圍巖壓力、儲層溫度、注入S-CO2溫度、流速情況下進(jìn)行實驗；在實驗前后，分別對巖石試樣進(jìn)行物理性測量試驗和力學(xué)性質(zhì)測量試驗，通過試驗得到的小尺度物理實驗數(shù)據(jù)，分析試驗前后巖石試樣的物理力學(xué)參數(shù)變化情況；將試驗后巖石試樣的物理力學(xué)參數(shù)，輸入到小尺度數(shù)值模型系統(tǒng)中與小尺度物理實驗系統(tǒng)鏡像的小尺度數(shù)值模型，得到小尺度數(shù)值模擬數(shù)據(jù)，經(jīng)過參數(shù)自動校準(zhǔn)系統(tǒng)對小尺度數(shù)值模擬數(shù)據(jù)和小尺度物理實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析校準(zhǔn)，得出巖石試樣的物理力學(xué)參數(shù)，輸入到大尺度數(shù)值模型中，從而分析工程尺度下不同熱儲層條件、流速、壓力下的開采效率、動力災(zāi)害和可行性。

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