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专利号: 2020102956458
申请人: 常州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2025-12-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种含砂地热井井下旋流排砂实验装置,其特征在于:包括:供水供砂组件;

人工井筒,所述人工井筒的底部设有进口,顶部设有出口,所述进口通过管道与供水供砂组件连接,用于接收供水供砂组件输送过来的水砂混合物;所述人工井筒内设有抽水排砂组件,人工井筒与抽水排砂组件之间形成有井筒环空(29),所述抽水排砂组件包括自下而上依次转动连接的第一抽水管(22‑1)、旋流组件和第二抽水管(22‑2);所述第一抽水管(22‑1)的进水端与人工井筒的进口连接,第一抽水管(22‑1)的两旁有第一含孔封隔器(26)和第一封隔器(27),用于将第一抽水管(22‑1)固定在人工井筒内;所述第二抽水管(22‑2)的出水端与人工井筒的出口连接,第二抽水管(22‑2)的两旁有第二封隔器(17)和第二含传动轴孔封隔器(21),用于将第二抽水管(22‑2)固定在人工井筒内;

所述旋流组件,包括外壳(24)、安装在外壳(24)内的旋流分离器(13),所述旋流组件通过设置在外壳(24)两端的轴承转动安装在第一抽水管(22‑1)和第二抽水管(22‑2)上,所述外壳(24)与旋流分离器(13)之间形成有进水通道(30),所述进水通道(30)的进水端通过第一抽水管(22‑1)与人工井筒的进口连通;所述旋流分离器(13)的顶部设有溢流口(14),所述溢流口(14)通过第二抽水管(22‑2)与人工井筒的出口连通;旋流分离器(13)的底部设有排固管道,所述排固管道经由外壳(24)的侧壁伸出且排固管道与侧壁之间密闭连接,用于将旋流分离器(13)分离下来的砂粒排入井筒环空(29);所述旋流分离器(13)靠近溢流口(14)的下方设有水砂混合物进口,所述水砂混合物进口与进水通道(30)连通;所述第一抽水管(22‑1)上还设有抽水泵(28);

所述第一抽水管(22‑1)上设有第一压力计(10)和第一流量计(11),用来测量进料前水砂混合物的状态参数;

还包括集水罐(19),所述集水罐(19)通过第三抽水管与人工井筒的出口连接,所述第三抽水管上设有第二离心泵(18)。

2.根据权利要求1所述的含砂地热井井下旋流排砂实验装置,其特征在于:所述供水供砂组件包括供水供砂管道和并联设置在供水供砂管道上的储砂罐(2)和储水罐(1),所述储砂罐(2)的出口处和储水罐(1)的出口处分别设有第一阀门(3)和第二阀门(5),储水罐(1)的出口处还设有第一离心泵(4);

所述供水供砂组件还包括搅拌室(6),所述搅拌室(6)的上部设有进料口,下部设有出料口,所述进料口与供水供砂管道的出口端连接,用于接收并混合供水供砂管道输送过来的水和砂;所述人工井筒的进口通过管道与搅拌室(6)的出料口连接。

3.根据权利要求2所述的含砂地热井井下旋流排砂实验装置,其特征在于:所述搅拌室(6)中设有双叶轮搅拌;所述搅拌室(6)的底部设有加热棒(8)和温度控制器(7),用于控制搅拌室(6)内水砂混合物的温度。

4.根据权利要求1所述的含砂地热井井下旋流排砂实验装置,其特征在于:所述旋流分离器(13)的内部均采用不锈钢材料;所述旋流分离器(13)采用的渐开线进料结构。

5.根据权利要求1所述的含砂地热井井下旋流排砂实验装置,其特征在于:所述外壳(24)的外壁上部设有齿轮(15);

还包括旋转驱动机构,所述旋转驱动机构包括与齿轮(15)啮合的传动齿轮(23)和输出轴与传动齿轮(23)传动连接的电机(20)。

6.根据权利要求1所述的含砂地热井井下旋流排砂实验装置,其特征在于:所述第一抽水管(22‑1)和第二抽水管(22‑2)是由耐高温、耐腐蚀材料制作而成。

7.根据权利要求5所述的含砂地热井井下旋流排砂实验装置,其特征在于:所述电机(20)为伺服电机。

8.一种含砂地热井井下旋流排砂测量方法,其特征在于:所述方法基于如权利要求1至

7中任一项所述的含砂地热井井下旋流排砂实验装置进行,包括以下步骤:步骤1,测量之前,对所述的含砂地热井井下旋流排砂实验装置进行清洗;

步骤2,分别在储水罐(1)、储砂罐(2)装入水和砂砾,经过搅拌室(6)混合,搅拌的同时利用加热棒(8)对混合溶液加热至设定温度,再将电机(20)调至设定转速;

步骤3,将水砂混合物通入井筒底部,打开第二离心泵(18),待水砂混合物流经压力计(10)和流量计(11)时记录数据;

步骤4,通过旋流分离器(13)达到固液分离的效果,将溢流口(14)的液体经过第二抽水管(22‑2)导入集水罐(19);

步骤5,底流液通过排固通道(12)进入井筒环空(29),部分砂砾沉于井筒底部;

步骤6,带到地面的液体导入集水罐(19)中,最后再对集水罐(19)进行测量来得到采出液的含砂量。