東北大學劉造保獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉東北大學申請的專利一種干熱巖開發誘發地震與安全調控超大型物理模擬系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120254939B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-16發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510740150.4,技術領域涉及:G01V1/00;該發明授權一種干熱巖開發誘發地震與安全調控超大型物理模擬系統是由劉造保;王文芳;楊佳松;吳名;覃渝;吳凡;徐建宇設計研發完成,并于2025-06-05向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種干熱巖開發誘發地震與安全調控超大型物理模擬系統在說明書摘要公布了:本申請屬于干熱巖開采誘發地震技術領域,提供了一種干熱巖開發誘發地震與安全調控超大型物理模擬系統,包括:實驗模型,所述實驗模型包括頂面、底面及側面,所述實驗模型的頂面、底面及側面上設置有分布式應力加載系統,所述分布式應力加載系統與所述實驗模型的底面及側面之間設置有加熱反饋系統,所述實驗模型上沿對角開設有注入井和生產井;本申請通過在預制斷層上設置第一溫度傳感器、耐高溫變形傳感器、耐高溫流體壓力傳感器,在實驗模型的邊界布置耐高溫聲發射與微震傳感器,在實驗過程中對預制斷層進行綜合監測,實現了干熱巖注采引起誘發地震的孕育過程、預制斷層滑移和基巖破裂的全過程監測,揭示了誘發地震機理。
本發明授權一種干熱巖開發誘發地震與安全調控超大型物理模擬系統在權利要求書中公布了:1.一種干熱巖開發誘發地震與安全調控超大型物理模擬系統,其特征在于,包括: 實驗模型(1),所述實驗模型(1)包括頂面、底面及側面,所述實驗模型(1)的頂面、底面及側面上設置有分布式應力加載系統(2),所述分布式應力加載系統(2)與所述實驗模型(1)的底面及側面之間設置有加熱反饋系統(3),所述實驗模型(1)上沿對角開設有注入井(11)和生產井(12); 預制斷層(4),所述預制斷層(4)設置于所述實驗模型(1)內,且位于所述注入井(11)與所述生產井(12)之間; 流體注入系統(5),所述流體注入系統(5)通過所述注入井(11)對所述實驗模型(1)進行水利壓裂,以使所述注入井(11)與所述預制斷層(4)之間形成連通的裂隙網絡; 流體采出系統(6),所述流體采出系統(6)通過所述生產井(12)對所述實驗模型(1)進行水利壓裂,以使所述生產井(12)與所述預制斷層(4)之間形成連通的裂隙網絡; 所述流體注入系統(5)向所述注入井(11)內注入流體,流體經過所述裂隙網絡排出到所述流體采出系統(6),所述流體注入系統(5)和所述流體采出系統(6)對注入前的流體溫度和排出后的流體溫度進行采集; 檢測系統(7),所述檢測系統(7)設置于所述實驗模型(1)和所述預制斷層(4)上,用于對所述預制斷層(4)進行受力狀態、形變程度和溫度分布進行檢測,同時可對所述預制斷層(4)及周邊區域的破裂情況進行檢測; 所述檢測系統(7)包括第一傳感器組件和第二傳感器組件,所述第一傳感器組件設置于所述預制斷層(4)上,所述第二傳感器組件設置于所述實驗模型(1)的底面、頂面及側面上; 所述第一傳感器組件包括:第一溫度傳感器(71)、耐高溫變形傳感器(72)和耐高溫流體壓力傳感器(73),所述第一溫度傳感器(71)、所述耐高溫變形傳感器(72)和所述耐高溫流體壓力傳感器(73)設置于所述預制斷層(4)上; 所述第二傳感器組件包括:耐高溫聲發射與微震傳感器(74),所述耐高溫聲發射與微震傳感器(74)設置于所述實驗模型(1)的頂面、底面及側面上; 所述預制斷層(4)為正斷層(41)、逆斷層(42)和走滑斷層(43)中的一種; 所述流體注入系統(5)包括:蓄水池(51)、注入壓力泵(52)、注入流量泵(53)、前置蓄能器(54)、前置過濾器(55)、示蹤劑(56)和第二溫度傳感器(57); 所述蓄水池(51)與所述注入井(11)之間設置有注入管道,所述注入壓力泵(52)、所述注入流量泵(53)、所述前置蓄能器(54)、所述前置過濾器(55)、所述示蹤劑(56)和所述第二溫度傳感器(57)依次設置于所述注入管道上; 所述流體采出系統(6)包括:第三溫度傳感器(61)、后置過濾器(62)、后置蓄能器(63)、采出流量泵(64)、采出壓力泵(65)和廢水池(66); 所述廢水池(66)與所述生產井(12)之間設置有采出管道,所述采出管道上依次設置有所述第三溫度傳感器(61)、所述后置過濾器(62)、所述后置蓄能器(63)、所述采出流量泵(64)和所述采出壓力泵(65); 所述注入井11和所述生產井12與所述預制斷層4形成連通的裂隙之后,進行注采實驗,使用所述注入流量泵53以流量控制的注入方式,通過所述注入井11向所述實驗模型1內注入大量流體,并通過所述第二溫度傳感器57記錄注入水的溫度,同時,所述采出流量泵64同樣以流量控制的方式采取流體,并使用所述第三溫度傳感器61記錄采出流體的溫度,最后將流體排入所述廢水池66,在注入期間,使用所述檢測系統7監測所述預制斷層4的破裂、溫度、流體壓力和滑移情況,當監測到所述預制斷層4發生突然快速的滑移,并伴隨著大量的破裂事件則認為誘發了一次地震事件,此時停止注入,對實驗數據進行保存; 將流量控制注采方式改為壓力控制注采方式或者循環控制注采方式,其中,壓力控制注采方式為保持注入所述流量泵53和所述采出流量泵64的壓力不變進行注采;循環控制注采方式為所述注入流量泵53和所述采出流量泵64注采一段時間后停止,一段時間后再開啟同樣的注入方式,重新采集實驗數據,觀測所述預制斷層4的滑移特征和破裂情況,直到再次誘發地震事件。
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