一种评价铀矿地浸化学淤堵对渗透率影响的实验装置的制作方法

1.本发明涉及砂岩型铀矿原地浸出开采技术领域，具体为一种评价铀矿地浸化学淤堵对渗透率影响的实验装置。


背景技术：

2.砂岩型铀矿是我国占比最大的一种铀矿类型，目前常采用原地浸出的开采方法，地浸采铀是指在矿床天然产状条件下，通过从地表钻进至矿层的钻孔将配制好的化学试剂注入矿层，与矿物发生化学反应，溶解矿石中的铀，随后将含铀的溶液抽至地表，送进回收车间进行离子交换、淋洗、沉淀、压滤，干燥，最终得到合格产品的过程；地浸采铀工艺对矿层渗透性具有一定的要求，研究地浸开采过程中矿层渗透率的动态变化对提升地浸水平具有重要的意义；
3.目前常采用的地浸方法包括酸法地浸、碱法地浸和中性地浸，决定地浸采铀方法效果的关键是砂岩铀矿层的储层物性，然而，无论酸法地浸、碱法地浸还是中性地浸，溶浸液和矿层之间的化学反应会造成矿物沉淀，由于矿层渗流通道的复杂程度较高，所沉淀的杂质在运移过程中可造成淤积，堵塞渗流通道，严重降低矿层渗透率，导致地浸效果不理想，因此，探讨地浸过程中化学淤积对渗透率的影响显得尤为重要；然而，现场地质条件极为复杂，影响因素难以控制，从现场试验难以获得较准确的规律，导致对地浸过程中渗透率的动态响应认识不清，故，现阶段急需一种用以模拟地浸化学淤堵对渗透率影响的实验装置，来研究地浸过程中渗透率的演化规律。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种评价铀矿地浸化学淤堵对渗透率影响的实验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种评价铀矿地浸化学淤堵对渗透率影响的实验装置，包括沉淀产物配置罐，所述沉淀产物配置罐上通过管道固定连接有手摇注入泵，手摇注入泵上通过管道固定连接有气液混合物注入筒，沉淀产物配置罐的一侧设置有储水罐，储水罐上通过管道固定连接有第一双缸柱塞泵，第一双缸柱塞泵上通过管道固定连接有第一三通阀，第一三通阀上通过管道与气液混合物注入筒的顶端固定连接，第一三通阀上通过管道固定连接有第二三通阀，第二三通阀上通过管道固定连接有样品夹持器，样品夹持器的顶端通过管道固定连接有第二双缸柱塞泵，样品夹持器与第二双缸柱塞泵之间的管道上设置有第十水平阀，样品夹持器的一侧通过管道固定连接有背压阀，背压阀上通过管道固定连接有过滤器，背压阀与过滤器之间的管道上设置有电磁流量计，过滤器的一侧设置有电子天平，电子天平上设置有储水瓶，且过滤器的输出端设置于储水瓶的上方。
6.进一步的，所述沉淀产物配置罐与手摇注入泵之间的管道上设置有第一水平阀，手摇注入泵与气液混合物注入筒之间的管道上设置有第二水平阀。
7.进一步的，所述气液混合物注入筒的底端内部设置有电磁搅拌器，气液混合物注入筒的内部对应电磁搅拌器的上方设置有活塞。
8.进一步的，所述储水罐和第一双缸柱塞泵之间的管道上设置有第四水平阀，第一双缸柱塞泵和第一三通阀之间的管道上设置有第五水平阀。
9.进一步的，所述第一三通阀与气液混合物注入筒之间的管道上设置有第六水平阀，第一三通阀和第二三通阀之间的管道上设置有第七水平阀。
10.进一步的，所述第二三通阀上通过管道与气液混合物注入筒的底固定连接，第二三通阀与气液混合物注入筒之间的管道上设置有第三水平阀。
11.进一步的，所述第二三通阀和样品夹持器之间的管道上依次设置有第八水平阀和第一压力传感器。
12.进一步的，所述样品夹持器的顶端设置有第二压力传感器，样品夹持器的顶端对应第二压力传感器的一侧设置有第九水平阀。
13.进一步的，所述样品夹持器与背压阀之间的管道上依次设置有第三压力传感器和第十一水平阀。
14.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该新型结构简单，通过沉淀产物配置罐、手摇注入泵、气液混合物注入筒、储水罐、第一双缸柱塞泵、第一压力传感器、样品夹持器、第二压力传感器、第二双缸柱塞泵、第三压力传感器、背压阀、电磁流量计、过滤器、电子天平、储水瓶和多个水平阀的配合，形成铀矿地浸化学淤堵对渗透率影响的实验装置，该装置能够在加压环境下，完成铀矿地浸开采过程中化学沉淀产物运移、淤堵及渗透率测试实验，得到实验条件下溶液流量、流速、压力和渗透率等数据，最终用来评价铀矿地浸化学淤堵对渗透率影响；本装置精度高、操控性好、数据显示准确，且易于安装调控、安全性高。
附图说明
15.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
16.图1是本发明的整体主视结构示意图；
17.图2是本发明中气液混合物注入筒的主视剖切结构示意图；
18.图中：1、沉淀产物配置罐；2、第一水平阀；3、手摇注入泵；4、第二水平阀；5、气液混合物注入筒；6、电磁搅拌器；7、活塞；8、第三水平阀；9、储水罐；10、第四水平阀；11、第一双缸柱塞泵；12、第五水平阀；13、第一三通阀；14、第六水平阀；15、第七水平阀；16、第二三通阀；17、第八水平阀；18、第一压力传感器；19、样品夹持器；20、第二压力传感器；21、第九水平阀；22、第十水平阀；23、第二双缸柱塞泵；24、第三压力传感器；25、第十一水平阀；26、背压阀；27、电磁流量计；28、过滤器；29、电子天平；30、储水瓶。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
20.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种评价铀矿地浸化学淤堵对渗透率影响的实验装置，包括沉淀产物配置罐1，沉淀产物配置罐1上通过管道固定连接有手摇注入泵3，手摇注入泵3上通过管道固定连接有气液混合物注入筒5，沉淀产物配置罐1的一侧设置有储水罐9，储水罐9上通过管道固定连接有第一双缸柱塞泵11，第一双缸柱塞泵11上通过管道固定连接有第一三通阀13，第一三通阀13上通过管道与气液混合物注入筒5的顶端固定连接，第一三通阀13上通过管道固定连接有第二三通阀16，第二三通阀16上通过管道固定连接有样品夹持器19，样品夹持器19的顶端通过管道固定连接有第二双缸柱塞泵23，样品夹持器19与第二双缸柱塞泵23之间的管道上设置有第十水平阀22，样品夹持器19的一侧通过管道固定连接有背压阀26，背压阀26上通过管道固定连接有过滤器28，背压阀26与过滤器28之间的管道上设置有电磁流量计27，过滤器28的一侧设置有电子天平29，电子天平29上设置有储水瓶30，且过滤器28的输出端设置于储水瓶30的上方；沉淀产物配置罐1与手摇注入泵3之间的管道上设置有第一水平阀2，手摇注入泵3与气液混合物注入筒5之间的管道上设置有第二水平阀4；气液混合物注入筒5的底端内部设置有电磁搅拌器6，气液混合物注入筒5的内部对应电磁搅拌器6的上方设置有活塞7；储水罐9和第一双缸柱塞泵11之间的管道上设置有第四水平阀10，第一双缸柱塞泵11和第一三通阀13之间的管道上设置有第五水平阀12；第一三通阀13与气液混合物注入筒5之间的管道上设置有第六水平阀14，第一三通阀13和第二三通阀16之间的管道上设置有第七水平阀15；第二三通阀16上通过管道与气液混合物注入筒5的底固定连接，第二三通阀16与气液混合物注入筒5之间的管道上设置有第三水平阀8；第二三通阀16和样品夹持器19之间的管道上依次设置有第八水平阀17和第一压力传感器18；样品夹持器19的顶端设置有第二压力传感器20，样品夹持器19的顶端对应第二压力传感器20的一侧设置有第九水平阀21；样品夹持器19与背压阀26之间的管道上依次设置有第三压力传感器24和第十一水平阀25；在使用该评价铀矿地浸化学淤堵对渗透率影响的实验装置时，首先将采集的岩芯样品进行切割，并将两端及侧面打磨光滑，采用剪切法对样品进行造缝处理，使得样品内部形成一条人工裂缝，作为地浸过程中溶浸液及沉淀物的运移通道，并通过ct进行扫描、建模，实现对人工裂缝三维形貌的表征；然后将处理后的岩芯样品缓慢放置于密封胶套之内，胶套两端内塞入两个堵头，堵头上内置有o型圈，o型圈和密封胶套紧密贴合，将密封胶套、堵头和岩芯样品装于样品夹持器19内，调节样品夹持器19的长度，将样品固定好；然后将储水罐9内灌满水，向储水罐9装入沉淀物-水混合溶液，沉淀物-水按一定的比例配置；然后将装置的接头、阀门等连接好，确保各个接口密封完好，该实验装置与数据采集及控制系统电性连接，打开数据采集及控制系统；打开第二双缸柱塞泵23，通过吸液-排液循环向样品夹持器19内部注入水，直至第二压力传感器20数值达到设计值，说明所需的围压以加载上；然后打开背压阀26，调节至一定的压力，用以模拟铀矿层实际储层压力；然后依次打开储水罐9、第四水平阀10、第一双缸柱塞泵11、第五水平阀12、第七水平阀15、第八水平阀17，调节控制系统通过第一双缸柱塞泵11将储水罐9内的水以恒定的压力注入实验样品内，打开第十一水平阀25，电磁流量计27实时记录出口水的流量，依据第一压力传感器18读数、第三压力传感器24读数、实验样品长度、直径、水的粘度、电磁流量计27读数等参数，采用稳态法测试初始试样的渗透率；然后打开沉淀产物配置罐1、第一水平阀2、手摇注入泵3、第二水平阀4，通过手摇注入泵3将沉淀产物配置罐1内配置好的固液混合物抽取至气液混合物注入筒5内，启动电磁搅拌器6使得液混合物充分混合
均匀，打开第六水平阀14，向气液混合物注入筒5上部持续注入水，通过水的压力驱动气液混合物排出至实验样品的裂缝内，注入方式既可以保持恒压注入也可保持恒流注入；然后待气液混合物注入一段时间后，打开第十一水平阀25，从实验样品内部渗流出来的气液混合物经过过滤器28的过滤，水从过滤器28流出进入储水瓶30内，启动电子天平29实现对水质量的实时监测，整个实验过程中排出的沉淀物质量可将过滤器28取下测得，依据实时记录的水质量可换算成水的流量，可实现对溶浸液、沉淀物共同运移过程中液测渗透率的实时测量；通过改变气液混合物的配比、围压、测试时间、样品的岩性，重复上述内容，可实现对不同铀矿层、不同地应力条件、不同沉淀物浓度和不同时间条件下地浸过程化学淤积情况及渗透率的测试；实验过程中，数据采集和控制系统可实时记录整个装置内流量、压力、固液质量的实时监测，内置的软件可实现渗透率的计算及各种图表的绘制，并显示于计算机上；实验结束后，首先卸掉围压，关闭沉淀产物配置罐1、手摇注入泵3、储水罐9、第一双缸柱塞泵11，打开其余所有阀门，将装置内的水和沉淀物排出，并清洗干净。
21.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排它性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
22.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。