[發(fā)明專利]測(cè)量封竄劑侵入地層深度的模擬實(shí)驗(yàn)裝置及其測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611009283.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN106777471A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付美龍;文守成;黃倩;劉國(guó)霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司42104
• 代理人: 陳家安

1.一種測(cè)量封竄劑侵入地層深度的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：包括呈中空?qǐng)A柱形狀的套管(1)、設(shè)置在套管(1)頂部與之固定連接的釜體(2)、設(shè)置在套管(1)底部用于對(duì)其進(jìn)行支撐固定的底座(3)、設(shè)置在套管(1)內(nèi)沿其軸向布置的填砂管(4)、設(shè)置在釜體(2)與填砂管(4)之間用于連通兩者的射孔通道(5)、設(shè)置在填砂管(4)內(nèi)可沿其軸向上下滑動(dòng)的壓縮模塊(6)、以及設(shè)置底座(3)上用于驅(qū)動(dòng)壓縮模塊(6)軸向滑動(dòng)的千斤頂(7)；

所述釜體(2)的上部設(shè)置有與之密封連接的蓋體(8)，所述釜體(2)與蓋體(8)之間圍合形成用于容納封竄劑(9)的容納腔(10)，所述容納腔(10)通過(guò)貫穿蓋體(8)的第一管路(11)與外界的增壓泵(12)連接；所述套管(1)內(nèi)沿其軸向設(shè)置有用于安裝固定填砂管(4)的固定套(13)，所述套管(1)內(nèi)壁與固定套(13)外壁之間圍合形成用于模擬地層壓力的壓力腔(14)，所述壓力腔(14)通過(guò)第二管路(15)與外界的環(huán)壓泵(16)連接；

所述填砂管(4)為頂端封堵、底端敞開的圓柱形管狀結(jié)構(gòu)，所述填砂管(4)的頂端嵌入釜體(2)底部與之固定連接，所述填砂管(4)的底端向下延伸穿出套管(1)的底部，所述壓縮模塊(6)置入填砂管(4)的底部與之周向密封連接；所述千斤頂(7)的底部固定設(shè)置在底座(3)上，頂部的伸縮端與壓縮模塊(6)的底部固定連接；

所述固定套(13)的頂端與釜體(2)底部固定連接，所述固定套(13)的底端與套管(1)底部固定連接，所述固定套(13)的內(nèi)壁與填砂管(4)的外壁貼合；所述固定套(13)為由橡膠制成的中空?qǐng)A柱形狀橡膠固定套；所述套管(1)的外壁上套設(shè)有用于對(duì)其內(nèi)腔進(jìn)行加熱的加熱裝置(18)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量封竄劑侵入地層深度的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述釜體(2)與蓋體(8)之間設(shè)置有密封圈(17)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量封竄劑侵入地層深度的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述加熱裝置(18)為環(huán)繞設(shè)置在套管(1)外壁的環(huán)形加熱裝置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測(cè)量封竄劑侵入地層深度的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述釜體(2)的底部設(shè)置有清洗通孔，所述清洗通孔通過(guò)可拆卸的柱塞(19)封堵。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量封竄劑侵入地層深度的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述千斤頂(7)的底部設(shè)置有用于顯示其壓力值大小的壓力表(20)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量封竄劑侵入地層深度的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述蓋體(8)與第一管路(11)的相連部、以及套管(1)與第二管路(15)的相連部均設(shè)置有快速接頭。

7.一種利用權(quán)利要求1～6任意一項(xiàng)所述測(cè)量封竄劑侵入地層深度的模擬實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)量的方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)按實(shí)驗(yàn)配方將石英砂放入溫度為102～110℃的恒溫干燥箱中處理8～16h后，自然冷卻至室溫，將石英砂充分混合均勻；

2)將填砂管(4)裝入固定套(13)中，調(diào)節(jié)環(huán)壓泵(16)，加壓至實(shí)驗(yàn)設(shè)定的壓力；

3)將步驟1)混合均勻的石英砂緩慢的倒入填砂管(4)中并用千斤頂(7)將石英砂壓實(shí)，完成填砂管(4)模型的制作；

4)開啟加熱裝置(18)，對(duì)套管(1)內(nèi)的填砂管(4)進(jìn)行加熱，調(diào)節(jié)至實(shí)驗(yàn)設(shè)定溫度；

5)往釜體(2)內(nèi)填滿水，測(cè)量水相滲透率，測(cè)量過(guò)程中可通過(guò)調(diào)節(jié)千斤頂(7)的壓力改變填砂管(4)內(nèi)石英砂的壓實(shí)程度，以此達(dá)到實(shí)驗(yàn)設(shè)定的滲透率；

6)按照實(shí)驗(yàn)設(shè)定條件配置封竄劑(9)漿體，將配好的封竄劑(9)漿體緩慢倒入釜體(2)內(nèi)，用增壓泵(12)加壓至實(shí)驗(yàn)設(shè)定的壓力，驅(qū)替完成后將剩余的封竄劑(9)漿體取出，在實(shí)驗(yàn)設(shè)定溫度下候凝15～25h；

7)將填砂管(4)取出并打開，清理封竄劑(9)漿體未侵入的砂體，測(cè)量封竄劑(9)的侵入深度，即可。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述測(cè)量封竄劑侵入地層深度的模擬實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)量的方法，其特征在于，在所述步驟2)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)定的壓力為20～50MPa。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述測(cè)量封竄劑侵入地層深度的模擬實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)量的方法，其特征在于，在所述步驟4)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)定溫度為180～220℃。