申请/专利权人：中国矿业大学;江苏铎安科技有限责任公司

申请日：2024-01-30

公开（公告）日：2024-05-10

公开（公告）号：CN118010494A

主分类号：G01N3/08

分类号：G01N3/08;G01N24/08;G01N1/28;G01K7/02

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.28#实质审查的生效;2024.05.10#公开

摘要：本发明公开了一种量化研究液氮流动状态下岩石低温损伤的试验系统及方法，通过压缩空气瓶和液氮储槽相互配合，采用排液法提供液氮流动所需的动力，并通过质量流量计和流量控制阀对流经透明试验腔体内的液氮流速和时间进行控制，从而模拟地下深部水平井筒内液氮与储层的实际低温流动换热情况；通过端部隔温堵头将试样组两端密封贴合，这样液氮能均匀流过试样侧部，且不与两端接触，并能确定液氮流经时试样的换热情况；同时通过高速摄像机、热电偶测温器、低场核磁共振仪获取测量数据，并反馈给计算机进行存储；接着改变多次液氮的流速及时间，从而最终得出不同液氮流速和时间下，液氮与岩石的换热模式、岩石抗压强度、抗拉强度和孔隙度的变化情况。

主权项：1.一种量化研究液氮流动状态下岩石低温损伤的试验系统，其特征在于，包括压缩空气瓶、液氮储槽、透明试验腔体、蒸发器、力学强度试验机和数据采集系统；所述压缩空气瓶通过管路与液氮储槽顶部的进口连接，用于向液氮储槽内注入空气；所述液氮储槽内部盛放液氮、并设有耐低温管，耐低温管一端靠近液氮储槽底部、另一端从液氮储槽的出口伸出并与透明试验腔体一端连接；用于将液氮储槽内的液氮输送至透明试验腔体内；所述透明试验腔体包括内层透明管和外层透明管，外层透明管套在内层透明管外部，且两者之间留有密封间隙形成隔热层；所述内层透明管内设有试样组、两个端部隔温堵头和固定支架，试样组由多个试样同轴连接组成，两个端部隔温堵头装在固定支架上，试样组处于两个端部隔温堵头之间、且两个端部隔温堵头分别与试样组两端压紧贴合，使试样组中各个试样侧部均与内层透明管内壁留有空隙；当液氮经过内层透明管时，使液氮通过空隙流过试样组侧部，实现液氮与试样组侧部的流动接触；所述蒸发器与透明试验腔体另一端连接，用于将透明试验腔体流出的液氮通过蒸发器形成氮气排出；所述力学强度试验机用于对试样测量力学参数；所述数据采集系统包括高速摄像机、液位计、质量流量计、热电偶测温器、温度信号采集仪、低场核磁共振仪和计算机，高速摄像机用于实时拍摄内层透明管内部的情况并反馈给计算机；液位计装在液氮储槽内，用于测量液氮储槽内的液氮储量；质量流量计装在耐低温管上，用于测量流经的液氮流量及质量并反馈给计算机；热电偶测温器为多个，多个热电偶测温器均匀布设在两个端部隔温堵头上、且各个热电偶测温器均与试样两端紧密接触，用于对试样两端不同位置进行测温并反馈给温度信号采集仪；温度信号采集仪将采集的温度数据反馈给计算机；所述低场核磁共振仪用于对试样组进行核磁监测，并将监测数据反馈给计算机；所述计算机用于将反馈的数据进行存储及后续研究分析。

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