[發(fā)明專利]一種抑制體積壓裂裂縫內(nèi)煤粉向井筒運移的可視化模擬裝置和方法

在審

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• 申請日: 2023-01-30
• 公開（公告）號: CN116163710A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設計）人: 張衍君;徐樹參;周德勝
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: E21B47/002
• 分類號: E21B47/002;E21B47/10;E21B43/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張宇鴿

1.一種抑制體積壓裂裂縫內(nèi)煤粉向井筒運移的可視化模擬裝置，其特征在于，包括空心可視化管柱(13)、箱體(14)、泵入裝置、分離器(19)、計量裝置和可視化監(jiān)控裝置，所述空心可視化管柱(13)用于模擬煤層氣開采中水平井的水平段井筒，箱體(14)用于模擬體積壓裂過程中產(chǎn)生的裂縫，箱體(14)上設有入口和出口，箱體(14)的入口與泵入裝置連接，泵入裝置用于向箱體(14)中泵入煤粉與液體的混合液，空心可視化管柱(13)上設有能夠與箱體(14)的出口密封連接的密封連接口，箱體(14)的出口與所述密封接口連接且箱體(14)出口的角度可調(diào)，所述密封連接口作為空心可視化管柱(13)的入口，空心可視化管柱(13)上還設有出口，空心可視化管柱(13)的出口與分離器(19)的入口連接，分離器(19)用于固液分離，計量裝置用于對分離器(19)分離出的固體的質(zhì)量進行計量，所述箱體(14)是透明的，可視化監(jiān)控裝置用于實時拍攝箱體(14)內(nèi)腔的圖像。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種抑制體積壓裂裂縫內(nèi)煤粉向井筒運移的可視化模擬裝置，其特征在于，所述箱體(14)采用一端設有出口、內(nèi)腔表面平滑的回轉體，箱體(14)的入口設置于箱體(14)的中部或底部。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種抑制體積壓裂裂縫內(nèi)煤粉向井筒運移的可視化模擬裝置，其特征在于，所述箱體(14)的形狀為中間大、兩端小的形狀，箱體(14)的入口設置于箱體(14)的中部或一端的底部，箱體(14)的出口位于箱體(14)另一端的端部。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種抑制體積壓裂裂縫內(nèi)煤粉向井筒運移的可視化模擬裝置，其特征在于，所述空心可視化管柱(13)的上側和下側均設有所述密封連接口，當箱體(14)的出口與空心可視化管柱(13)上其中一個密封連接口連接時，其余的密封連接口均通過密封裝置封閉。

5.根據(jù)權利要求1或4所述的一種抑制體積壓裂裂縫內(nèi)煤粉向井筒運移的可視化模擬裝置，其特征在于，空心可視化管柱(13)的密封連接口具有旋轉結構，箱體(14)的出口通過旋轉結構與空心可視化管柱(13)的密封連接口連接，旋轉結構具有流通通道，旋轉結構的流通通道的入口與箱體(14)的出口連通，旋轉結構的流通通道的出口與空心可視化管柱(13)的內(nèi)腔連通，通過所述旋轉結構能夠調(diào)節(jié)箱體(14)向空心可視化管柱(13)的內(nèi)腔注入煤粉與液體的混合液的流向、實現(xiàn)箱體(14)出口角度的調(diào)節(jié)。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種抑制體積壓裂裂縫內(nèi)煤粉向井筒運移的可視化模擬裝置，其特征在于，所述泵入裝置包括煤粉盒(1)、注粉管線(2)、三通閥(3)、儲液罐(4)、注水管線(5)、注入管線(6)和注入泵(7)，煤粉盒(1)通過注粉管線(2)與三通閥(3)的第一接口連接，儲液罐(4)通過注水管線(5)與三通閥(3)的第二接口連接，三通閥(3)的第三接口通過注入管線(6)與注入泵(7)的入口連接，注入泵(7)的出口通過管路與箱體(14)的入口連接，三通閥(3)的第一接口和第二接口均設有流量調(diào)節(jié)裝置。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種抑制體積壓裂裂縫內(nèi)煤粉向井筒運移的可視化模擬裝置，其特征在于，所述計量裝置包括收集桶(21)和天平(23)，收集桶(21)設置于天平(23)上，分離器(19)的固體出口連接有出粉管線(20)，出粉管線(20)伸入收集桶(21)的內(nèi)腔。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種抑制體積壓裂裂縫內(nèi)煤粉向井筒運移的可視化模擬裝置，其特征在于，分離器(19)的液體出口通過第一出液管線(26)連接有真空泵(27)，真空泵(27)的出口連接有第二出液管線(28)，第二出液管線(28)的出口連接有廢液收集桶(29)；

所述空心可視化管柱(13)和箱體(14)均設置于可視化玻璃板箱(16)中，空心可視化管柱(13)包括透明的圓筒和圓筒兩端分別密封連接的第一固定體(8)和第二固定體(17)，第一固定體(8)和第二固定體(17)均設置于可視化玻璃板箱(16)的內(nèi)腔；

可視化監(jiān)控裝置采用高精度拍攝儀(15)。