[發(fā)明專利]一種多分支縫的壓裂液濾失裝置及計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810339936.5
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN108590630B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任嵐;姜景耀;趙金洲;周長林;陳偉華
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B47/002
• 分類號: E21B47/002;E21B47/10;E21B49/00;E21B43/267
• 代理公司: 北京中索知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11640
• 代理人: 霍春月

1.一種多分支縫的壓裂液濾失裝置，其特征在于，包括配液加料裝置、攪拌裝置、濾失裝置、液體回收裝置，所述配液加料裝置包括配液箱、加料箱、電泵、電子流量計、水管、閥門，所述水管串聯(lián)配液箱、電泵、電子流量計，所述水管的端口設(shè)有閥門，所述加料箱的底部設(shè)有稱重傳感器，所述稱重傳感器下端設(shè)有出料口，所述出料口設(shè)有閥門，且出料口與所述水管的端口連接，所述配液加料裝置與所述攪拌裝置的左上方連接；

所述攪拌裝置包括攪拌桶、攪拌電機、攪拌器，所述攪拌電機設(shè)置在所述攪拌桶上端中心位置，所述攪拌器包括攪拌棒、攪拌葉，所述攪拌葉多級分布在攪拌棒上，所述攪拌桶的底部設(shè)有出液口，所述出液口設(shè)有閥門，所述出液口連接濾失裝置；

所述濾失裝置包括主縫裝置、分支縫裝置、螺桿泵、電子流量計、壓力表，所述濾失裝置與所述攪拌桶的出液口之間串聯(lián)設(shè)置螺桿泵、電子流量計、壓力表，所述主縫裝置包括鋼化玻璃板、透明尼龍板、腔體、篩面、濾網(wǎng)、鋼板邊框，所述鋼板邊框設(shè)置于所述主縫裝置四周，所述腔體包括上腔體、下腔體，所述腔體的內(nèi)側(cè)設(shè)有篩面、濾網(wǎng)，所述腔體與所述主縫裝置的上下表面平行，所述鋼板邊框與所述上腔體之間設(shè)有鋼化玻璃板，所述鋼化玻璃板內(nèi)側(cè)設(shè)有透明尼龍板，所述上腔體與所述下腔體之間設(shè)有鋼化玻璃板，所述鋼化玻璃板內(nèi)側(cè)設(shè)有透明尼龍板，所述鋼板邊框與所述下腔體之間設(shè)有鋼化玻璃板，所述鋼化玻璃板內(nèi)側(cè)設(shè)有透明尼龍板，所述分支縫裝置設(shè)置于所述主縫裝置的兩側(cè)，且所述分支縫裝置與所述主縫裝置結(jié)構(gòu)一致，所述主縫裝置的后端設(shè)有主縫出液口，所述分支縫裝置的后端設(shè)有分支縫出液口，所述腔體的外側(cè)設(shè)有4個濾失出液口，所述濾失出液口串聯(lián)設(shè)置電子流量計、壓力表、閥門，所述濾失出液口與所述液體回收裝置連接；

所述液體回收裝置包括閥門、排液管、沉降罐，所述排液管的一端連接所述濾失出液口，另一端連接所述沉降罐，所述排液管與所述主縫出液口之間串聯(lián)設(shè)有壓力表、電子流量計、閥門，所述排液管與所述分支縫出液口之間串聯(lián)設(shè)有壓力表、電子流量計、閥門；

所述主縫裝置與所述分支縫裝置連接處采用鋼條固定，且設(shè)有密封膠條；

所述鋼板邊框與所述鋼化玻璃板、所述透明尼龍板的連接處設(shè)有密封圈。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多分支縫的壓裂液濾失裝置，其特征在于，所述主縫裝置與所述分支縫裝置的夾角設(shè)置為30°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多分支縫的壓裂液濾失裝置，其特征在于，所述上腔體與所述濾失裝置的上表面的鋼板邊框的距離等于所述上腔體與所述下腔體的距離等于所述下腔體與所述濾失裝置的下表面的鋼板邊框的距離。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多分支縫的壓裂液濾失裝置，其特征在于，所述腔體長度為2.5m，高為3cm，寬度為1cm，所述腔體的外側(cè)分別設(shè)有4個濾失出液口，且每個濾失出液口連接獨立的電子流量計、壓力表、閥門。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多分支縫的壓裂液濾失裝置，其特征在于，所述尼龍板的內(nèi)側(cè)面為粗糙面，且所述尼龍板的內(nèi)側(cè)面之間有一定間隙，用于模擬巖層裂縫。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多分支縫的壓裂液濾失裝置，其特征在于，所述主縫裝置的上下表面的鋼板邊框的長度為2.5m，高為35cm，厚度為1cm，所述鋼化玻璃板與之尺寸對應(yīng)，有效模擬裂縫面長度為2.5m，高為30cm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多分支縫的壓裂液濾失裝置，其特征在于，所述分支縫裝置的上下表面的鋼板邊框長度為1.5m，高為35cm，厚度為1cm，所述鋼化玻璃板與之尺寸對應(yīng)，有效模擬分支縫面長度為1.5m，高為30cm。

8.一種如權(quán)利要求1-7中任意一項所述的多分支縫的壓裂液濾失裝置的計算方法，其特征在于，步驟如下：

S1、實驗準備，檢查各部件功能的完好性；

S2、根據(jù)現(xiàn)場施工排量、砂比、支撐劑參數(shù)，按照相同比例進行實驗室配制，計算實驗所需排量、壓裂液體積、支撐劑用量；

S3、將配置好的壓裂液從配液箱泵入攪拌桶，支撐劑從加料箱進入攪拌桶，開啟攪拌電機進行充分攪拌；

S4、開啟攪拌桶的底部閥門以及主縫出液口閥門、分支縫出液口閥門，啟動螺桿泵，將混合好的壓裂液泵入主縫裝置中，打開濾失裝置的腔體的濾失出液口處的閥門，混合液體通過排液管流入沉降罐；

S5當主縫穩(wěn)定后，關(guān)閉螺桿泵，通過攝像機拍攝支撐劑運移、鋪置過程以及縫內(nèi)壓裂液濾失過程；啟動電泵，從配液箱泵入清水對裝置進行清洗，記錄模擬時間和各裂縫濾液區(qū)流量計讀數(shù)，通過下式計算濾失速度：

式中：V-濾失體積，m³；t-濾失時間，min；ω-不銹鋼扁狀腔體高度，m；l-不銹鋼扁狀腔體長度，m；ν-濾失速度，m³/min。