[發明專利]實現支撐劑輸送實驗攜砂液濃度精確控制的裝置及方法

在審

• 申請號: 201911060697.0
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110685660A
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 張濤;孫堃;郭建春;楊若愚;穆軻帆;張家彬
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267;E21B47/002;E21B47/06;F04C11/00;F04C14/00;F04C14/28
• 代理公司: 51218 成都金英專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 袁英

1.實現支撐劑輸送實驗攜砂液濃度精確控制的裝置，由壓裂液罐（1）、螺桿泵（2）、分流三通（16）、密閉式混砂罐（19）、滑片泵（7）、進砂罐（6）、匯流三通（18）、模擬井筒（20）、可視化平板裂縫（10）、廢液罐（11）、攝像機（21）組成，其特征在于，所述壓裂液罐（1）與螺桿泵（2）連接的泵前管線（13）上有調節閥門（12），螺桿泵與分流三通（16）連接的泵后管線（14）上有流量計（15），所述分流三通向上通過管線連接密閉式混砂罐（19）的進液口（22），向前通過管線連接匯流三通（18）；所述混砂罐的頂端連接滑片泵（7）和進砂罐（6）；壓裂液罐內的壓裂液通過進液口進入混砂罐，進砂罐內的支撐劑通過滑片泵進入混砂罐，二者混合后形成攜砂液；所述匯流三通向上通過管線連接混砂罐的罐底出口，向前通過管線連接模擬井筒（20）內的可視化平板裂縫（10）和廢液罐（11），該管線上設置壓力計（9）；所述攝像機（21）監測可視化平板裂縫的攜砂液輸送過程。

2.如權利要求1所述的實現支撐劑輸送實驗攜砂液濃度精確控制的裝置，其特征在于，所述密閉式混砂罐通過浮球（8）、固定桿（4）、杠桿（5）以及防水墊片（3）保持液量，固定桿固定杠桿，杠桿兩端分別是防水墊片和浮球，壓裂液通過進液口進入罐中，隨著液面上升到一定高度，浮球向上移動，通過杠桿，防水墊片將進液口封住。

3.如權利要求1所述的實現支撐劑輸送實驗攜砂液濃度精確控制的裝置，其特征在于，所述進砂罐通過調節滑片泵的轉速，準確控制進入混砂罐的支撐劑量。

4.如權利要求1所述的實現支撐劑輸送實驗攜砂液濃度精確控制的裝置，其特征在于，所述分流三通連接匯流三通的管線上有縮徑噴嘴（17），流體經過縮徑噴嘴形成高速射流，產生的負壓將混砂罐內的攜砂液抽吸下來在匯流三通處進行充分混合。

5.如權利要求1所述的實現支撐劑輸送實驗攜砂液濃度精確控制的裝置，其特征在于，所述可視化平板裂縫由多段流動通道組成，每段流動通道包含兩塊透明平板和兩幅框架，兩塊透明平板分別鑲嵌于兩幅框架內，平行布置，中間形成較窄的流動間隙，間隙的上下端均密封，每兩段流動通道之間通過螺栓相連接，形成可調節長度的裂縫通道，整個平板裂縫的左右兩端與模擬井筒相連。

6.利用權利要求1、2、3、4或5所述的裝置實現支撐劑輸送實驗攜砂液濃度精確控制的方法，依次包括以下步驟：

（1）將可視化平板裂縫固定于支座上，形成垂直裂縫；

（2）將配制好的壓裂液裝入壓裂液罐，向進砂罐中加入支撐劑；

（3）啟動螺桿泵，壓裂液在分流三通處分流為向上流動與向前流動兩部分；

（4）向上流動的壓裂液由進液口進入到密閉式混砂罐中，混砂罐通過浮球、固定桿、杠桿以及防水墊片保持液量，進砂罐通過調節滑片泵的轉速，準確控制進入混砂罐的支撐劑量，壓裂液和支撐劑在混砂罐內混合形成攜砂液；

（5）向前分流的壓裂液在收縮噴嘴處形成高速射流，產生負壓將上方混砂罐內的攜砂液抽吸下來在匯流三通處進行充分混合；

（6）將充分混合后的攜砂液經過模擬井筒泵注到平板裂縫中，整個泵注過程的壓力由壓力計進行測量，通過攝像機監測攜砂液的輸送過程，最終流體流入廢液罐中。