[發明專利]一種可視化水平井井筒滯砂實驗評價裝置

有效

• 申請號: 201710944201.0
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107905777B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 李珍明;劉平禮;李駿;楊明;皇扶衫;張誠成;何思源;王江;張峰超;何瑜寧;郭玉杰;侯磊;蔣廷學;栗杰
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267;E21B49/00
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

1.一種可視化水平井井筒滯砂實驗評價裝置，其特征在于，包括攪拌系統、泵液系統、可視化水平井井筒滯砂單元、壓裂液匯積系統、廢液回收系統、信息控制系統；

所述攪拌系統由攪拌電機(1)、儲液罐(2)、壓差式液位計(3)組成；攪拌電機(1)安裝于儲液罐(2)正上方，其下設有伸入儲液罐(2)的葉片攪拌器，壓差式液位計(3)安裝于儲液罐(2)左側端面，壓差式液位計(3)底部與儲液罐(2)底面平齊；

所述泵液系統由壓裂螺桿泵(5)、常規管線、壓裂管線(6)、蝶閥(4)、波紋管(26)、井筒根部(7)組成；常規管線從儲液罐下方連接到壓裂螺桿泵(5)，再通過壓裂螺桿泵(5)連接到壓裂管線(6)，蝶閥(4)設置于常規管線中，波紋管(26)通過法蘭連接到壓裂管線(6)的另一端，波紋管(26)讓裝置的傾斜角在60°-90°變化，模擬不同傾斜角的井況，波紋管(26)底部連接有一小段管線，作為井筒根部(7)；

所述可視化水平井井筒滯砂單元由水平井筒(9)、壓差傳感器(11)、法蘭底座(16)、螺栓(17)、法蘭接頭(19)、封閉法蘭盤(22)組成；水平井筒(9)兩端設有法蘭接頭(19)，一端的法蘭接頭(19)連接到設置于井筒根部(7)上的法蘭底座(16)，法蘭底座(16)和法蘭接頭(19)上都有4個孔，并通過螺栓(17)連接；法蘭底座(16)內部設有內螺紋，水平井筒(9)外部設有與其配合的外螺紋，法蘭底座(16)與水平井筒(9)以此連接，并在內螺紋和外螺紋之間纏繞兩層生膠帶；水平井筒(9)包括有機玻璃圓管(20)和壓差傳感器(11)，有機玻璃圓管上設有多個射孔孔眼(21)，壓差傳感器(11)分別連接在水平井筒(9)的兩側；水平井筒的另一端法蘭接頭(19)連接到封閉法蘭盤(22)，封閉法蘭盤(22)結構與法蘭接頭相同，也由法蘭、O型膠墊(18)、螺栓(17)組成，起到截流的作用；

壓裂液匯積系統由剛性空腔型連接器(24)、O型膠墊(18)、排液管線(25)組成，剛性空腔型連接器(24)連接到每一簇射孔孔眼(21)，并將射孔孔眼(21)排出的壓裂液匯集到空腔，然后通過前后兩組排液管線(25)進入到下一級可視化支撐劑鋪置裝置中；剛性空腔型連接器(24)由兩個腔室組成，上下兩側被在接觸點設置的金屬片隔離；

廢液回收系統由排液管線及儲液罐組成，實驗后的廢液經過廢液回收系統回收處理，經處理達標后再排放；

信息控制系統由變頻器、電源開關、計算機、攝像頭(13)、急停開關、適配器組成，并且電源開關、計算機、急停開關、適配器都集成在設置于外部的控制柜(14)中，信息控制系統通過變頻器控制壓裂液配置時的攪拌速率，壓裂泵的排量，通過攝像頭實時監測實驗現象，經過計算機處理分析，得出實驗結果；

所述有機玻璃圓管(20)內徑為120mm，外徑為140mm，長度為500mm，射孔孔眼(21)采用3簇射孔，射孔孔眼(21)呈不同相位角分布，相位角為0°、60°、90°、180°，并采用螺旋布孔方式，根據不同實驗情況，射孔孔眼(21)直徑分別為10/12/14mm這三種，3簇射孔孔眼(21)分布在有機玻璃圓管(20)上，兩端的射孔孔眼(21)與有機玻璃圓管(20)前后端的間距均為150mm，第一簇射孔孔眼(21)的中心孔眼分布在與有機玻璃圓管(20)最接近端150mm位置，第二簇射孔孔眼(21)的中心孔眼分布在250mm位置，第三簇射孔孔眼(21)的中心孔眼分布在350mm位置，壓力傳感器(11)為單法蘭壓力傳感器，壓力測量范圍為0KPa～2.5MPa，溫度測量范圍為-45℃～+125℃，兩套傳感器(11)分別安裝在有機玻璃水平圓管(20)的前后兩端，用于實時測量水平井筒壓力變化。

2.根據權利要求1所述的一種可視化水平井井筒滯砂實驗評價裝置，其特征在于，所述法蘭底座(16)為不銹鋼材質，最大直徑為180mm。

3.根據權利要求2所述的一種可視化水平井井筒滯砂實驗評價裝置，其特征在于，所述法蘭底座(16)和所述法蘭接頭(19)上都設有法蘭加強桿(15)，其為沿著法蘭盤外側設置的一圈橫向的金屬桿，并在法蘭相對的另一側設有用于放置法蘭加強桿(15)的孔，連接后提高了法蘭圓盤的強度，防止安裝/使用時法蘭損壞。