[發(fā)明專(zhuān)利]一種縫高控制劑壓力阻礙效果測(cè)試裝置及測(cè)試方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010793385.7
• 申請(qǐng)日: 2020-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112067446A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程遠(yuǎn)方;薛明宇;黃娜;魏佳;李陽(yáng);鄒新舒;楊俊超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類(lèi)號(hào): G01N3/12
• 分類(lèi)號(hào): G01N3/12
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專(zhuān)利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

1.一種縫高控制劑壓力阻礙效果測(cè)試裝置，其特征在于，所述測(cè)試裝置包括進(jìn)料管線、進(jìn)料閥門(mén)、實(shí)驗(yàn)主機(jī)、底座、計(jì)算機(jī)、液壓數(shù)據(jù)傳輸線、液壓控制器、水箱、進(jìn)液管線和進(jìn)液閥門(mén)，所述實(shí)驗(yàn)主機(jī)放置在底座上且由前壁板、后壁板、左固定槽、右固定槽、進(jìn)液口、進(jìn)料口、液壓傳感器、固定螺栓和密封橡膠組成，所述的前壁板和后壁板通過(guò)固定螺栓與所述左固定槽和右固定槽固定連接形成實(shí)驗(yàn)主機(jī)內(nèi)腔，多個(gè)所述液壓傳感器豎向布置在所述后壁板上且通過(guò)液壓數(shù)據(jù)傳輸線與計(jì)算機(jī)連接，所述的計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)識(shí)別并錄取不同高度處液壓傳感器的液壓值，所述密封橡膠緊貼實(shí)驗(yàn)主機(jī)內(nèi)腔上下左右四個(gè)面設(shè)置，所述水箱、進(jìn)液管線、進(jìn)液閥門(mén)和進(jìn)液口依次連接，所述液壓控制器連接在所述計(jì)算機(jī)與進(jìn)液管線之間且所述計(jì)算機(jī)、液壓控制器、進(jìn)液管線、進(jìn)液閥門(mén)和進(jìn)液口依次連接，所述縫高控制劑通過(guò)進(jìn)料口注入實(shí)驗(yàn)主機(jī)，所述壓裂液通過(guò)進(jìn)液口注入實(shí)驗(yàn)主機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縫高控制劑壓力阻礙效果測(cè)試裝置，其特征在于：所述密封橡膠兩側(cè)緊貼所述前壁板和后壁板，且所述密封橡膠與實(shí)驗(yàn)主機(jī)內(nèi)腔的左、右、上、下壁面緊貼。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縫高控制劑壓力阻礙效果測(cè)試裝置，其特征在于：多個(gè)所述液壓傳感器中的一個(gè)設(shè)置在后壁板的最底部作為基準(zhǔn)液壓傳感器，其余液壓傳感器在基準(zhǔn)液壓傳感器的上部進(jìn)行加密布置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縫高控制劑壓力阻礙效果測(cè)試裝置，其特征在于：根據(jù)需要模擬的裂縫的寬度、高度和長(zhǎng)度，選擇相匹配規(guī)格的左固定槽、右固定槽、前壁板和后壁板以及尺寸相匹配的密封橡膠。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種縫高控制劑壓力阻礙效果測(cè)試裝置，其特征在于：所述進(jìn)料口設(shè)置在實(shí)驗(yàn)主機(jī)的頂端，所述進(jìn)液口設(shè)置在實(shí)驗(yàn)主機(jī)的下部側(cè)壁上。

6.一種采用權(quán)利要求1-5之一所述的一種縫高控制劑壓力阻礙效果測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于，所述測(cè)試方法包括以下步驟：

步驟1、根據(jù)所要模擬的裂縫的尺寸，選擇相匹配規(guī)格的左固定槽、右固定槽、前壁板、后壁板和密封橡膠，放置密封橡膠，采用固定螺栓將前壁板和后壁板與所述左固定槽和右固定槽固定連接，對(duì)所述測(cè)試裝置整體進(jìn)行組裝固定，同時(shí)關(guān)閉進(jìn)料閥門(mén)和進(jìn)液閥門(mén)；

步驟2、計(jì)算實(shí)驗(yàn)所需的縫高控制劑的用量，在水箱中根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需壓裂液的密度與黏度進(jìn)行精準(zhǔn)配置；

步驟3、打開(kāi)進(jìn)料閥門(mén)通過(guò)進(jìn)料管線將計(jì)算好的縫高控制劑裝填到實(shí)驗(yàn)主機(jī)中，打開(kāi)進(jìn)液閥門(mén)通過(guò)將配備好的壓裂液通過(guò)水箱注入實(shí)驗(yàn)主機(jī)中，注入完成后關(guān)閉進(jìn)料閥門(mén)；

步驟4、通過(guò)液壓控制器向?qū)嶒?yàn)主機(jī)中加壓，并通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)位于后壁板最底部的液壓傳感器的壓力值，待壓力值達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需壓力條件時(shí)關(guān)閉進(jìn)液閥門(mén)，同時(shí)關(guān)閉液壓控制器；

步驟5、待實(shí)驗(yàn)主機(jī)內(nèi)縫高控制劑與壓裂液充分穩(wěn)定后，通過(guò)計(jì)算機(jī)記錄實(shí)驗(yàn)主機(jī)中不同高度的液壓傳感器的壓力值，根據(jù)壓力衰減梯度來(lái)對(duì)縫高控制劑的壓力阻礙效果進(jìn)行定量計(jì)算，綜合評(píng)價(jià)在實(shí)驗(yàn)條件下縫高控制劑的壓力阻礙效果；

步驟6、更換不同尺寸的左固定槽、右固定槽、前壁板、后壁板和密封橡膠，選用不同密度與黏度的壓裂液以及改變縫高控制劑的用量和縫高控制劑的種類(lèi)，重復(fù)步驟1-5，利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合計(jì)算并評(píng)價(jià)不同種類(lèi)的縫高控制劑的壓力阻礙效果。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)試方法，其特征在于：所述步驟2中縫高控制劑的用量通過(guò)前后壁板的長(zhǎng)度、兩壁板之間的距離以及預(yù)計(jì)的縫高控制劑形成的隔擋層高度進(jìn)行體積計(jì)算得到。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)試方法，其特征在于：所述步驟5中縫高控制劑的壓力阻礙效果的定量計(jì)算方法為，用壓力衰減梯度來(lái)對(duì)縫高控制劑的壓力阻礙效果進(jìn)行定量計(jì)算，數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

式中：ΔP為壓力衰減梯度；P₀為縫高控制劑根部的孔隙壓力；P頂為縫高控制劑頂部的孔隙壓力；H為縫高控制劑的高度。