循环高温作用下花岗岩裂缝渗流–传热特性试验研究 |
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引用本文: | 黄长松,梁卫国,陈跃都,廖涛.循环高温作用下花岗岩裂缝渗流–传热特性试验研究[J].岩石力学与工程学报,2023(9):2253-2265. |
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作者姓名: | 黄长松 梁卫国 陈跃都 廖涛 |
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作者单位: | 1. 太原理工大学矿业工程学院;2. 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室 |
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基金项目: | 国家杰出青年科学基金资助项目(51225404);;山西省回国留学人员科研资助项目(2022–057)~~; |
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摘 要: | 在利用注水热交换方式进行高温岩体地热开发过程中,热交换对流通道周围高温岩体会反复经历降升温循环作用,循环温度作用下高温岩体裂缝壁面变形、裂缝导流与岩体传热特性都会受到一定影响。为揭示这一复杂过程中花岗岩裂缝渗流特性及强制对流换热规律,在实验室进行降–升温循环(300℃→250℃→200℃→150℃→300℃)作用下流体渗流换热试验,结果表明:(1)低温水注入会诱发高温花岗岩裂隙面损伤破裂,裂缝面粗糙度系数JRC由初始的14.51变化至作用后的21.03,粗糙裂缝面轮廓最大高差ξ由2.2 mm增至3.21 mm,高温岩体导流裂缝随温度变化而变得更为曲折、粗糙度增大。(2)岩体温度由300℃递减至150℃时,裂缝渗透率呈指数型下降,由初始1.63达西降至0.53达西;而岩体温度由150℃增至300℃后,由于岩石基质热膨胀导致裂缝闭合,渗透率进一步降低;随着降–升温循环次数增加,裂缝渗透率整体呈一定程度波动变化,最终使得渗透率明显降低。(3)岩石初始温度高、提高热交换注入水压力,有利于高温花岗岩裂缝对流换热效果;然而随着降–升温循环次数增加,对流热交换作用效果变弱。研究对高温岩体地热高效开发...
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关 键 词: | 岩石力学 高温岩体 地热开采 高温循环作用 裂缝渗流 传热特性 |
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