[實用新型]一種可視化動態變縫寬的支撐劑鋪砂模擬裝置

有效

• 申請號: 201720882941.1
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN206903650U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 李珍明;劉平禮;李駿;趙立強;羅志峰;李年銀;何思源;王江;何瑜寧;侯磊;蔣廷學;栗杰;皇扶杉;楊明;陳希
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及壓裂實驗技術領域，具體涉及一種可視化動態變縫寬的支撐劑鋪砂模擬裝置。

背景技術

隨著世界能源的消耗，資源的需求促使油氣資源開發技術/手段的進步。根據調研，國內外油氣田的大量開采，越來越多的低滲、致密油氣藏難以用常規方式開采。頁巖氣以其資源潛力大的特點成為近年來油氣開發的“新寵兒”，最終形成以頁巖氣在內的非常規油氣資源往往需要采用水力壓裂來進行增產作業的開發技術。滑溜水水力壓裂被視為頁巖氣藏開發的關鍵技術。因其頁巖氣壓裂通常會形成復雜的縫網裂縫，即是所謂的體積裂縫(SRV)。

縫網裂縫由主裂縫及多級次級裂縫構成(相對于主裂縫而言，次級裂縫指代的是由主裂縫衍生出來的微小裂縫，可以形象地將體積裂縫想象為樹枝分支)，因此需要大量的支撐劑鋪置試驗來進行指導實際的壓裂作業。國內外有很多科研工作者從事對支撐劑運移規律的相關研究。根據調研，從Babcock在1967設計出第一套平行樹脂有機玻璃板鋪砂裝置，為支撐劑鋪置規律的研究開創了先河。眾所周知，壓裂時，裂縫頂端和底端的寬度可能不是等寬的，且裂縫寬度隨著壓裂液的注入會動態變化；截止目前國內外的鋪砂裝置，眾多科研工作者提出了平衡速度和平衡高度等不同目標參數，但是較多的是根據軟件模擬來對支撐劑鋪砂進行研究。設計出的裝置僅僅滿足了可視化的特點，其主縫寬度固定不變的，縫寬不能根據壓裂液在裂縫中形成的壓力與裂縫閉合壓力的壓差來動態變縫寬。因此，模擬地層壓裂裂縫真實鋪砂規律，迫切需要設計出一套與實際地層裂縫動態擴張/關閉的相似的可視化鋪砂裝置。

為了更準確地接近現場的實際裂縫特征，在進行裂縫物理模擬過程中，一般要設置一套與地層裂縫特征相近的主裂縫來研究支撐劑鋪置規律。因此，本實用型專利利用相似準則設計了一套貼切實際裂縫特性的可視化動態變縫寬鋪砂裝置。

實用新型內容

本實用新型提供一種結構簡單、連接簡便，能夠滿足水力壓裂實驗中對裂縫的支撐劑鋪置規律進行實驗的鋪砂裝置。

本實用新型的技術方案是：

一種可視化動態變縫寬的支撐劑鋪砂模擬裝置，包括攪拌器、螺桿泵、可視化動態鋪砂裝置、廢液池、管線、壓力表，攪拌器通過管線依次連接螺桿、可視化動態鋪砂裝置、廢液池，可視化動態鋪砂裝置到廢液池之間的管線設有壓力計，所述可視化動態鋪砂裝置包括井筒、金屬外框、有機玻璃板，所述金屬外框由兩塊組成，并通過螺栓連接固定壓緊，所述井筒安裝在裝置金屬外框的端面，有機玻璃板設有兩層，安裝在金屬外框內，井筒側面設有多個小孔，作為射孔孔眼，朝向金屬外框端面方向；有機玻璃板表面設有多個微孔，作為滲流孔；金屬外框尾端設有三個排液口，金屬外框底部側面設有多個進/出清洗口。

進一步的，兩層有機玻璃板內設有加壓金屬板、帶硅膠環內側承壓板、敏感性彈簧，帶硅膠環內側承壓板通過敏感性彈簧連接到加壓金屬板上，加壓金屬板緊貼在一側有機玻璃板，此有機玻璃板為活動結構，與金屬外框之間設有彈性密封圈，帶硅膠環內側承壓板與另一側的有機玻璃板之間有一定間距，此有機玻璃板為固定安裝。

進一步的，帶有滲流孔的有機玻璃板為靠近帶硅膠環內側承壓板一側的有機玻璃板。

進一步的，金屬外框中間設有一根縱向的加強桿。

本實用新型的有益效果是：

1、對有機玻璃板的結構進行改造，使其在金屬外框內可以在敏感性彈簧和加壓金屬板的帶動下移動，形成可變化的動態裂縫；

2、在敏感新彈簧的帶動下，動態裂縫可以形成平行裂縫、楔形裂縫，更真實的模擬現場可能遇到的各種裂縫形狀。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為可視化支撐劑鋪置規律模擬裝置人工裂縫單元的立體結構示意圖；

圖3為根據本實用新型示例性實施例(考慮裂縫動態閉合/擴張的支撐劑鋪置規律可視化模擬裝置)人工裂縫單元的立體結構正面示意圖；

圖4為根據本實用新型示例性實施例(考慮裂縫動態閉合/擴張的支撐劑鋪置規律可視化模擬裝置)形成平行裂縫的彈簧單元立體結構側面示意圖。

圖5示出了根據本實用新型示例性實施例(考慮裂縫動態閉合/擴張的支撐劑鋪置規律可視化模擬裝置)形成楔形縫的彈簧單元立體結構側面示意圖。

圖6為Y型硅膠環與的結構示意圖。

圖中所示：