专利名称：水力喷射孔内压力测试实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水力喷射孔内压力测试实验装置，属于水力喷射压裂技术领域。
背景技术：
近年来，我国每年新增低渗透探明储量占新探明总储量的50%以上。为满足国民经济发展对能源的需要，提高低渗透储量的开采效益是发展我国石油工业的迫切任务。水力喷射压裂是一项集水力喷砂射孔和分段压裂一体化的新型增产改造技术，其利用水动力学原理，不需下入机械封隔器即可实现一趟管柱分段压裂，为避免或减少作业事故、提高低渗透油藏改造效率提供了一条新途径。然而，水力喷射压裂技术的机理研究相对缺乏硬件设施，特别是孔内压力分布规律等关键问题尚未明确。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种水力喷射孔内压力测试实验装置，其可帮助深入了解水力喷射压裂机理，为我国高效开发难动用低渗透油田的新技术打下坚实的理论基础。本实用新型的具体技术方案如下实验装置的本体设在支架上，本体后端连接测压堵头，前端连接丝杠，高压管设在丝杠内，高压管出口端连接喷嘴。高压管通过接管连接设有中心孔眼的模拟套管壁，接管连通喷嘴入口。模拟套管壁另一端连接固定在本体上的系列可调短节，由系列可调短节中心孔组成的模拟射孔孔道连通模拟套管壁中心孔眼，模拟射孔孔道连通孔道出口。各可调短节均连接压力传感器，各压力传感器均连通数据采集处理器。工作液由高压泵加压并经高压管汇送至喷嘴后喷出，经模拟套管壁中心孔眼进入模拟射孔孔道，实现喷射压裂的模拟过程。本实验装置能够完成不同喷嘴直径、不同喷嘴压降、不同围压、不同喷距、不同套管壁面孔径、不同孔眼方向及不同孔眼形状条件下的孔内压力分布测试，测试范围广，精度高。本实验装置可依据孔内压力的实验数据回归出不同直径喷嘴的射流增压公式，为水力喷射压裂现场施工的压力预测和压开地层提供理论参考，为丰富水力喷射的基础实验水平和理论知识提供硬件设施，为提升水力喷射压裂的工艺水平奠定坚实的基础。
图I为水力喷射孔内压力测试实验装置结构示意图。
具体实施方式
参照图I对本实用新型的实施例进一步说明实施例[0010]水力喷射孔内压力测试实验装置主要由喷嘴I、模拟套管壁2、模拟射孔孔道3、可调短节4、测压堵头5、孔道出口 6、数据采集处理器7、压力传感器8、接管9、喷嘴入口 10、本体11、丝杠12、高压管13和支架14组成本实验装置筒状本体11设在支架14上，本体11后端连接测压堵头5，前端连接丝杠12，高压管13设在丝杠12内，高压管13出口端连接喷嘴I。高压管13通过接管9连接设有中心孔眼的模拟套管壁2，接管9连通喷嘴入口 10。模拟套管壁2另一端连接固定在本体11上的系列可调短节4，由系列可调短节4中心孔组成的模拟射孔孔道3连通模拟套管壁2中心孔眼，模拟射孔孔道3连通孔道出口 6。各可调短节4均连接压力传感器8，各压力传感器8均连通数据采集处理器7。本实验装置可通过设置溢流阀调节喷嘴入口 10的压力，通过设置调压阀改变喷嘴入口 10的围压，以模拟不同的井深条件；可通过调节丝杠12改变喷距，即喷嘴I与模拟套管壁2间的距离；可组合不同数量的可调短节4得到各种深度的模拟射孔孔道3 ;压力传感器8可测量模拟射孔孔道3各个位置的压力及其压力的衰减变化。本实验装置的工作条件(I)承受围压5. O 25. OMPa ；⑵入口压力5· O 40. OMPa ;(3)模拟套管壁孔眼最大直径20 60mm之间可调；(4)模拟射孔孔道孔深300 800mm之间可调；(5)压力传感器布置数量10 16个，可同步采集数据。本实验装置可以实现以下功能(I)喷距在O 70mm内可以无级调节；(2)模拟射孔孔道长度在800mm内有级调节，每级长度40mm ；(3)可实现模拟水力喷射分段压裂过程中的“环空加液、射孔裂缝渗流”的物理过程;(4)可测量模拟套管壁孔眼端面附近的压力变化；(5)可无级调节射流出口压力随轴向距离的衰减变化。本实验装置的具体实验方案如下一.测量一定模拟射孔孔道深度的孔内压力分布依次安装不同内径的可调短节，后面紧接测压堵头。I.安装某种规格直径的喷嘴，模拟一定套管壁的孔眼，进行以下实验(I)保持一定的喷距，不加围压。尾阀全关闭，前阀打开。调节溢流阀，改变喷嘴入口压力，测量各种情况下的孔内压力。(2)保持一定的喷距，先后加上围压。尾阀全关闭，调节前阀来调节围压。在每一个围压下改变喷嘴入口压力，测量各个围压下的孔内压力。 ( 3 )调整新的喷距，分别重复(I)、( 2 )。2.更换不同规格直径的喷嘴，重复I。二.测量一定模拟射孔孔道的孔内压力分布在方案一中的短节后依次增加不同直径的短节，后面紧接测压堵头，重复上述1、2、3步骤。调整不同模拟射孔孔道的深度，在方案二中短接节后依次增加不同直径的短节，后面紧接测压堵头，重复上述1、2、3步骤，测试孔内压力分布。三.通过绕滚轴转动测量喷嘴在一定模拟射孔孔道深度时不同孔眼方向的孔内压力分布。四.测量不同喷嘴在不同孔眼形状下的孔内压力分布。五.移除模拟套管壁孔眼，测量不同直径喷嘴在不同模拟射孔孔 道深度条件下的孔内压力分布。六.依据实验数据回归出不同直径喷嘴的射流增压公式。
权利要求1. 一种水力喷射孔内压力测试实验装置，其特征在于 实验装置的本体(11)设在支架(14)上，本体(11)后端连接测压堵头(5)，前端连接丝杠(12)，高压管(13)设在丝杠(12)内，高压管(13)出口端连接喷嘴(I);高压管(13)通过接管(9)连接设有中心孔眼的模拟套管壁(2)，接管(9)连通喷嘴入口(10);模拟套管壁(2)另一端连接固定在本体(11)上的系列可调短节(4)，由系列可调短节(4)中心孔组成的模拟射孔孔道(3)连通模拟套管壁(2)中心孔眼，模拟射孔孔道(3)连通孔道出口(6)；各可调短节(4)均连接压力传感器(8)，各压力传感器(8)均连通数据采集处理器(7)。
专利摘要本实用新型公开了一种水力喷射孔内压力测试实验装置，是为解决水力喷射压裂技术机理研究缺乏硬件设施的问题而设计的。本实用新型的具体技术方案如下实验装置的本体设在支架上，本体后端连接测压堵头，前端连接丝杠，高压管设在丝杠内，高压管出口端连接喷嘴。高压管通过接管连接设有中心孔眼的模拟套管壁，接管连通喷嘴入口。模拟套管壁另一端连接固定在本体上的系列可调短节，由系列可调短节中心孔组成的模拟射孔孔道连通模拟套管壁中心孔眼，模拟射孔孔道连通孔道出口。各可调短节均连接压力传感器，各压力传感器均连通数据采集处理器。本装置能完成不同的喷嘴直径、喷嘴压降、围压、喷距、孔眼方向及孔眼形状条件下的孔内压力分布测试，测试范围广，精度高，为提升水力喷射压裂的工艺水平奠定了坚实的基础。
文档编号E21B47/06GK202745862SQ20122033781
公开日2013年2月20日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者王在强, 赵振峰, 王效明, 王治国, 任国富, 张丽娟, 赵广民, 张安康, 冯飞, 刘江波, 李楼楼 申请人:中国石油天然气股份有限公司