地熱是綠色可再生清潔能源，以干熱巖為代表的我國深部地熱資源潛力巨大、前景廣闊。大力開發(fā)利用干熱巖深部地熱資源對優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)、助力如期實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”莊嚴承諾具有重大意義。然而干熱巖埋藏深、應力高、滲透性低、非均質(zhì)性強、場地依賴性大，在熱儲建造、誘發(fā)地震、高效取熱等方面還面臨一系列難題，亟待深入認識關(guān)鍵機理、突破核心技術(shù)。模型試驗是介于材料試驗和現(xiàn)場工程試驗之間的一種試驗手段，一方面比材料試驗的試樣尺寸更大，可更接近實際工程條件，能獲取更多結(jié)構(gòu)性信息和規(guī)律，另一方面，通常又比現(xiàn)場原位試驗的成本相對更低。開展大尺寸模型試驗是干熱巖等深部巖體力學的發(fā)展趨勢。然而，巖體力學設(shè)備的投資幾乎與噸位也就是試樣尺寸的平方成正比，因此如何低成本實現(xiàn)大尺寸模型試驗系統(tǒng)具有重要意義。

　　基于上述需求，中國科學院武漢巖土力學研究所白冰研究員、雷宏武博士、崔銀祥副研究員研制了“干熱巖/EGS”深部地熱模型試驗平臺。設(shè)備最高溫度為300℃，軸向最大出力超過1000噸，側(cè)向可采用主動式加載，也可采用自主提出的變剛度被動式加載從而省去側(cè)向加載系統(tǒng)。設(shè)備最大試樣尺寸為450mm×450mm×450mm并具有一定的尺寸調(diào)節(jié)空間。設(shè)備主要用于開展干熱巖/EGS地熱提取、流動換熱、水力壓裂等的模型試驗，也可用于模擬CO2地質(zhì)封存、能源開發(fā)等領(lǐng)域相關(guān)定制試驗。 

　　設(shè)備研制得到國家自然科學基金項目（41672252，41972316）的資助，相關(guān)成果已申報發(fā)明專利“一種變剛度側(cè)限式巖土力學試驗裝置及方法”（申請?zhí)朇N202011643177.5）。

圖1“干熱巖/EGS”深部地熱模型試驗平臺 

圖2 流體注采循環(huán)試驗 

圖3 干熱巖/EGS壓裂試驗:壓力-時間曲線 

（文/圖 二氧化碳地質(zhì)封存組）