一种压裂液铺砂实验及表面积测量装置论文和设计-陈亚丽

全文摘要

本实用新型公开了一种压裂液铺砂实验及表面积测量装置，由可视化模拟裂缝板组成长方体为模拟铺砂结构，其外侧分别安装有用于增加强度的承压板，并连接压力稳定装置、压力检测装置，所述的模拟铺砂结构底部连接有排放阀，内部充填压裂液砂，侧面连接有流量控制阀，流量控制阀连接管线上游设置有搅拌器以及电动机；光源位于模拟铺砂结构顶部内侧，图像定位装置位于模拟铺砂结构顶部外侧，为两根或多根平行的轨道，图像采集装置位于图像定位装置之上，并能够保持垂直状态沿轨道移动。本实用新型能够快速完成压裂夜铺砂实验及铺砂不规则表面积精确测定，从而得到储层裂缝的各项参数，为后续油气藏的开采提供依据。

主设计要求

1.一种压裂液铺砂实验及表面积测量装置,其特征在于：由可视化模拟裂缝板(3)组成长方体为模拟铺砂结构，其外侧分别安装有用于增加强度的承压板(2)，并连接压力稳定装置(6)、压力检测装置(7)，所述的模拟铺砂结构底部连接有排放阀(4)，内部充填压裂液砂(1)，侧面连接有流量控制阀(8)，流量控制阀连接管线上游设置有搅拌器(9)以及电动机(12)；光源(5)位于模拟铺砂结构顶部内侧，图像定位装置(11)位于模拟铺砂结构顶部外侧，为两根或多根平行的轨道，图像采集装置(10)位于图像定位装置(11)之上，并能够保持垂直状态沿轨道移动。

设计方案

2.如权利要求1所述的一种压裂液铺砂实验及表面积测量装置,其特征在于：所述的承压板(2)位于模拟铺砂结构外侧，并形成闭合环状将其进行环绕加固。

3.如权利要求2所述的一种压裂液铺砂实验及表面积测量装置,其特征在于：所述的光源(5)位于模拟铺砂结构顶部中心线内侧。

4.如权利要求3所述的一种压裂液铺砂实验及表面积测量装置,其特征在于：所述的排放阀(4)安装于模拟铺砂结构底部。

5.如权利要求1所述的一种压裂液铺砂实验及表面积测量装置,其特征在于：所述的搅拌器(9)通过流量控制阀(8)与模拟铺砂结构连通，并能够通过多个流量控制阀进行进入模拟铺砂结构压裂液流量的控制。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于模拟压裂液铺砂及铺砂表面积测量装置，本实用新型专利属于油气田开发压裂技术领域。

背景技术

随着国内外油气的大量开采，越来越多的低渗、致密油气藏难以用常规方式开采。包括页岩气在内的非常规油气资源往往也需要采用水力压裂技术来进行增产。由于页岩气藏的压裂通常会形成复杂的裂缝网络，即所谓的体积裂缝(SRV)，体积裂缝形似树枝状。同时，这些裂缝由主裂缝和多级次级裂缝构成，而且相对于主裂缝而言，次级裂缝指代的是由主裂缝衍生出来的微小裂缝。水力压裂技术在井底附近地层产生裂缝，注入带有支撑剂的压裂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注的目的。因此，现场需要大量的压裂液铺砂实验来指导实际的压裂作业。为了更准确地接近实际的裂缝网络，在进行大型多级裂缝物理模拟过程中，一般要设置1个主裂缝，2～3个二次级裂缝，这样以来，需要计算大量的铺砂表面积。精确计算铺砂面积，从而得到储层裂缝的各项参数，为后续油气藏的开采提供依据。

目前，主要通过在裂缝板内注入混砂液模拟铺砂过程。现有的模拟裂缝铺砂装置中的裂缝板用于模拟压裂过程中产生的裂缝，裂缝板由一条主裂缝和主裂缝周围的若干条次裂缝组成。在进行模拟铺砂时，首先要将具有指定宽度的主裂缝和次级裂缝组装成具有固定形态的裂缝板，然后在裂缝板内注入混砂液模拟铺砂过程。ZL201720326522.提供了一种模拟复杂裂缝铺砂的装置，缺陷是只能模拟压裂过程情况，无法模拟裂缝网络，且无法模拟铺砂和进行铺砂不规则表面积精确测定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测量压裂液铺砂实验及表面积测量装置，以解决现有技术中模拟铺砂实验准备过程复杂、无法进行压裂液铺砂不规则表面积精确测定的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

本实用新型由模拟铺砂和铺砂表面积测量两部分组成。模拟铺砂部分包括实验砂1、承压板2、可视化模拟裂缝板3、排放阀4、压力稳定装置6、压力检测装置7、流量控制阀8、搅拌器9、电动机12组成；铺砂表面积测量部分包括光源5、图像采集装置10、图像定位装置11组成。其中模拟铺砂部分主体为长方体，采用可视化模拟裂缝板3组成，其外侧分别安装有用于增加强度的承压板2，并连接压力稳定装置6、压力检测装置7。所述的可视化模拟裂缝板3底部连接有排放阀4，内部充填压裂液砂1，位于内部充填压裂液砂一侧连接有流量控制阀8，流量控制阀连接管线上游设置有搅拌器9以及电动机12；铺砂表面积测量部分位于铺砂部分上方，光源5位于可视化模拟裂缝板顶部内侧，图像定位装置11位于可视化模拟裂缝板顶部外侧，为两根平行轨道，其上部安装图像采集装置10，图像采集装置位于图像定位装置之上，能够沿轨道移动。

优选的是，所述的可视化模拟裂缝板3为透明体。

优选的是，所述的承压板2位于模拟铺砂结构外侧，并形成闭合环状将其进行环绕加固。

优选的是，所述的光源5位于模拟铺砂结构顶部中心线内侧，同时有多组光源贯通模拟铺砂结构。

优选的是，所述的排放阀4安装于模拟铺砂结构底部，同时有多组排放阀贯通模拟铺砂结构。

优选的是，所述的搅拌器9通过流量控制阀与模拟铺砂结构连通，并能够通过多个流量控制阀进行进入模拟铺砂结构压裂液流量的控制。

优选的是，所述的流量控制阀8安装在模拟铺砂结构纵向端面，同时各流量控制阀8在端面中心线呈垂直位置安装。

优选的是，所述的图像定位装置11位于模拟铺砂结构顶部外侧，为两根或多根平行的轨道，图像采集装置10位于图像定位装置11之上，并能够保持垂直状态沿轨道移动。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的结构简单，通过承压板将可视化模拟裂缝板进行加固后使其能够承受实验所需压力，将实验砂铺入可视化模拟裂缝板，对实验砂进行排气处理后，再通过搅拌器对配置好的压裂液进行搅拌，通过流量控制阀将压裂液注入将模拟铺砂结构中；通过光源配合图像采集装置获取铺砂表面图像，图像采集装置能够沿轨道平稳运行；因此能够完成压裂液铺砂实验及表面积测量。

附图说明

附图1为本实用新型示意图。

附图2为本实用新型俯视图。

图中标号：

实验砂(1)、承压板(2)、可视化模拟裂缝板(3)、排放阀(4)、光源(5)、压力稳定装置(6)、压力检测装置(7)、流量控制阀(8)、搅拌器(9)、图像采集装置(10)、图像定位装置(11)、电动机(12)。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明：

本实用新型模拟铺砂部分主体为长方体，采用可视化模拟裂缝板3组成，其外侧分别安装有用于增加强度的承压板2，并连接压力稳定装置6、压力检测装置7。可视化模拟裂缝板3底部连接有排放阀4，内部充填压裂液砂1，位于压裂液砂1一侧连接有流量控制阀8，流量控制阀8连接管线上游设置有搅拌器9。铺砂表面积测量部分位于铺砂部分上方，光源5位于模拟铺砂结构顶部内侧，图像定位装置11位于模拟铺砂结构顶部外侧，为两根平行滑轨，其上部安装图像采集装置10，该装置为高清摄像机，安装在通过外部信号触发采集或连续采集，提供图像供铺砂表面积计算装置使用。

如图1所示，压裂液铺砂实验时，打开排放阀4对铺砂部分进行排气处理，排气处理完成后，关闭排放阀4；调节压力稳定装置6，同时观察压力检测装置7，保持铺砂部分压力稳定；开启电动机，为搅拌器9的运行提供动力；搅拌器9同样位于流量控制阀8进口管线上游，将配置好的压裂液倒入搅拌器9进行充分搅拌；打开流量控制阀8，并调整注入流量，使其符合实验注入流量要求，以一定的注入速度将压裂液注入模拟铺砂结构内，进行多级裂缝的物理模拟实验。同时观察砂堤形状，铺设砂堤。

铺砂表面积测量时，待砂堤铺设完成后，保持系统压力稳定，启动光源5调整灯光，使砂堤的色彩与周围的玻璃板具有较高的区分度；启动图像采集装置10，调整高倍摄像机，使其采集的图像质量达到最好，同时采集砂堤的彩色图像，在采集图像过程中，要求尽可能保证整个图像具有相同的亮度，摄像机应与裂缝玻璃板垂直；获得图像的像素，经计算最终可以得到实验砂堤的不规则表面积；测量完毕后，打开排放阀4进行排液，待排液完成后，用清水清洗实验装置，完成后关闭所有装置系统。

综上所述，本实用新型的结构简单，能够快速完成压裂夜铺砂实验及铺砂不规则表面积精确测定。克服了现有技术中无法模拟压裂液铺砂和铺砂表面积测定的缺陷，压裂液模拟铺砂及铺砂表面积测定准确，适用性强。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人而言，可容易地实现另外地修改。因此在不背离权利要求及同等范围所限定地一般概念下，本实用新型并不限定特定地细节和这里示出与描述地图例。

设计图

一种压裂液铺砂实验及表面积测量装置论文和设计

一种压裂液铺砂实验及表面积测量装置论文和设计-陈亚丽

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主设计要求

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设计说明书

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