[發(fā)明專利]壓裂作業(yè)模擬實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其模擬測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610993421.8
• 申請(qǐng)日: 2016-11-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106640019B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李松;湯達(dá)禎;許浩;陶樹(shù);劉彥飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): E21B43/26
• 分類號(hào): E21B43/26;G01N23/04
• 代理公司: 鄭州豫開(kāi)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

壓裂作業(yè)模擬實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括壓裂作業(yè)模擬裝置、壓裂實(shí)時(shí)掃描裝置和壓裂作業(yè)實(shí)時(shí)三維顯示裝置；壓裂作業(yè)模擬裝置包括底板、試樣容器、壓緊塊、蓋板、壓裂管、壓裂液儲(chǔ)存桶、液壓泵、液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)、壓裂液輸送管路；壓裂實(shí)時(shí)掃描裝置包括導(dǎo)柱、導(dǎo)向筒、螺紋桿、升降塊、升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器和掃描儀；壓裂作業(yè)實(shí)時(shí)三維顯示裝置包括數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)、鍵鼠、控制按鈕和顯示器。本發(fā)明還公開(kāi)了壓裂作業(yè)模擬實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的模擬測(cè)試方法。本發(fā)明原理科學(xué)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)壓裂作業(yè)過(guò)程中裂縫的形成和擴(kuò)展，提高壓裂模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)實(shí)際作業(yè)的指導(dǎo)作用，為實(shí)際壓裂作業(yè)裂縫的形成和擴(kuò)展提供預(yù)測(cè)依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油井固井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓裂作業(yè)模擬實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其模擬測(cè)試方法。

背景技術(shù)

壓裂是油田增產(chǎn)、增注，保持油田穩(wěn)產(chǎn)的一項(xiàng)重要工藝技術(shù)。它利用液體傳導(dǎo)壓力的性能，在地面利用高壓泵組，將壓裂液泵入井中，在井底憋起超過(guò)油層的地應(yīng)力和巖石抗張強(qiáng)度的高壓，從而形成裂縫，改變了油液的流動(dòng)方式，降低了滲透阻力，可起到增產(chǎn)增注的作用。因此，研究油層裂縫形成和擴(kuò)展規(guī)律很有意義。目前在對(duì)壓裂裂縫的監(jiān)測(cè)方面，傳統(tǒng)的方法都有一定的局限性，尤其是在裂縫的直觀觀測(cè)和實(shí)時(shí)觀測(cè)上。比如現(xiàn)有的將試樣劈開(kāi)來(lái)觀測(cè)裂縫的觀測(cè)方法，不僅會(huì)對(duì)試樣裂縫產(chǎn)生破壞，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，而且只能觀測(cè)幾個(gè)斷面的裂縫形狀。現(xiàn)有的方法大多是在裂縫形成后，再去觀測(cè)，實(shí)時(shí)性差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)裂縫的預(yù)測(cè)指導(dǎo)作用差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操控、可以實(shí)時(shí)、直觀、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)壓裂作業(yè)裂縫形成過(guò)程的壓裂作業(yè)模擬實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其模擬測(cè)試方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：壓裂作業(yè)模擬實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括壓裂作業(yè)模擬裝置、壓裂實(shí)時(shí)掃描裝置和壓裂作業(yè)實(shí)時(shí)三維顯示裝置；

壓裂作業(yè)模擬裝置包括底板、試樣容器、壓緊塊、蓋板、壓裂管、壓裂液儲(chǔ)存桶、液壓泵、液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)和壓裂液輸送管路，試樣容器為頂部敞口的圓筒形結(jié)構(gòu)，試樣容器由透明材料制成，壓緊塊設(shè)在蓋板下表面，壓緊塊呈圓柱形結(jié)構(gòu)，壓緊塊的圓周開(kāi)設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有與試樣容器頂部?jī)?nèi)壁密封配合的密封圈，蓋板與試樣容器頂部通過(guò)卡扣連接；壓緊塊和蓋板中心對(duì)應(yīng)開(kāi)設(shè)有通孔，壓裂管插設(shè)在通孔內(nèi)且壓裂管外壁與通孔內(nèi)壁密封連接，壓裂管底部設(shè)有堵板，堵板和壓裂管上均開(kāi)設(shè)有位于試樣容器內(nèi)的透液孔；液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力輸出端與液壓泵的動(dòng)力輸入端連接，液壓泵的進(jìn)液口通過(guò)進(jìn)液管與壓裂液存儲(chǔ)桶連接，液壓泵的出液口通過(guò)壓裂液輸送管路與壓裂管上端連接，壓裂管上設(shè)有位于蓋板上方的壓力表；

壓裂實(shí)時(shí)掃描裝置包括導(dǎo)柱、導(dǎo)向筒、螺紋桿、升降塊、升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器和掃描儀，導(dǎo)柱垂直固定設(shè)在底板上并位于試樣容器左側(cè)，導(dǎo)向筒滑動(dòng)套設(shè)在導(dǎo)柱上，升降塊固定設(shè)在導(dǎo)向筒側(cè)部，減速器設(shè)在導(dǎo)柱上端，升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)在減速器上并與減速器的動(dòng)力輸入端傳動(dòng)連接，升降塊沿垂直方向設(shè)有螺紋孔，螺紋桿插設(shè)并螺紋連接在螺紋孔內(nèi)，螺紋桿上端與減速器的動(dòng)力輸出端傳動(dòng)連接，掃描儀外形呈圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，掃描儀套設(shè)在試樣容器外部，掃描儀內(nèi)的X光線發(fā)射頭和X光線檢測(cè)傳感器朝向試樣容器且沿圓周方向勻速運(yùn)動(dòng)，掃描儀左側(cè)部與升降塊固定連接；

壓裂作業(yè)實(shí)時(shí)三維顯示裝置包括工作桌，工作桌下設(shè)有數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)，工作桌的桌面上放置有分別與數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)連接的鍵鼠、控制按鈕和顯示器；

壓力表、液壓泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)、升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)以及掃描儀上的X光線發(fā)射頭和X光線檢測(cè)傳感器分別通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)線與數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)連接。

導(dǎo)向筒的前側(cè)和后側(cè)分別通過(guò)一個(gè)連接桿與掃描儀前側(cè)和后側(cè)固定連接。

底板四周設(shè)有防護(hù)框架。