一种压裂液滤失的平行板裂缝模拟装置制造方法
【专利摘要】一种压裂液滤失的平行板裂缝模拟装置，包括由两块平行有机玻璃板构成的裂缝，以及压裂液进口和出口，两块平行有机玻璃板间上下端采用致密海绵作为夹层，左右两侧采用橡胶垫片作为夹层用来构成裂缝模拟段，上下端采用致密海绵作为夹层，只允许液相通过而不允许固相通过；压裂液进口和出口设计在模拟裂缝的左右端，处于平行板中心处，进出口为矩形；压裂液滤失液收集部分，上下两端有收集滤液的装置，并在上下出口处装有阀门，可用来调节滤失速度和滤失量；本实用新型能够模拟压裂液进入裂缝的携砂情况、铺砂情况、运移规律、滤失等各种真实情况，为压裂设计时压裂排量、速度、砂比的优选和配方提供了基础。
【专利说明】一种压裂液滤失的平行板裂缝模拟装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油气田储层模拟测试研究的实验装置，特别涉及压裂后形成地层裂缝，压裂液中支撑剂在地层裂缝中运移、携砂、铺置的一种压裂液滤失的平行板裂缝模拟
>J-U ρ?α装直。
【背景技术】
[0002]目前，模拟压裂液中支撑剂在裂缝中的运移、携砂、铺置的实验中，用来观察支撑剂在裂缝中的各种情况的实验装置有几种类型，但在工作性能和使用性能上存在着某种不足之处。如常规平板裂缝缝宽固定，如中国石油大学华东储层改造新材料实验室的大型可视平板裂缝模拟系统不能模拟不同缝宽对压裂液中支撑剂运移、携砂、铺置的影响。
[0003]此外，常规平板裂缝采用整体设计模拟裂缝为一空腔立方体，不能模拟真实地层中，在压裂施工过程中，压裂液向地层渗滤的现象如国内参考文献2013年6月第20卷第3期特种油气藏文章“滑溜水压裂裂缝内砂堤形成规律”提到的实验装置，它们均不能模拟在有滤失的情况下，压裂液中支撑剂在裂缝中的运移、携砂、铺置等情况。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种压裂液滤失的平行板裂缝模拟装置，其不仅能模拟滤失情况下，压裂液中支撑剂在裂缝中的运移、携砂、铺置等各种情况，而且具有结构简单、加工方便和分析准确等优点，从而便于推广和应用。
[0005]本实用新型是采用以下的技术方案实现的。
[0006]一种压裂液滤失的平行板裂缝模拟装置，包括进口阀门1、进口阀门I连通裂缝进口 2，裂缝进口 2的进口端设置有两块有机玻璃板14，两块有机玻璃14的上、下面分别由致密的第一条状海绵6、第二条状海绵7作为夹层，两块有机玻璃14的左、右两侧分别由第一条状橡胶垫片3、第二条状橡胶垫片8作为夹层，总体构成一扁状腔体结构的模拟裂缝，模拟裂缝上、下裂缝面由于滤失，设置有与模拟裂缝卡在一起的上端滤液收集管4和下端滤液收集管5 ;上端滤液收集管4和下端滤液收集管5分别设置有上端滤液管阀门10与下端滤液管阀门11，上端滤液收集管4和下端滤液收集管5汇总后的总收集管上设置有滤液总出口阀门13、模拟裂缝的、裂缝出口 9的管路上设置有出口阀门12。
[0007]所述的上端滤液收集管4和下端滤液收集管5结构相同，均采用矩形一体化设计。
[0008]本实用新型的有益效果是:能够模拟真实地层压裂液进入裂缝的各种情况，采用有机玻璃材料，便于观察支撑剂进入裂缝的运移、携砂、铺置等情况；采用更换或增减两裂缝板间的橡胶密封圈和致密海绵，可实现缝宽的调节，从而研究不同缝宽下，对压裂液支撑剂进入裂缝各种情况的影响；上、下端采用致密海绵，允许液相通过而固相通不过，真实模拟了地层存在滤失的情况。
[0009]根据本实用新型的地层裂缝模拟装置的结构简单、加工方便和分析准确，适用于推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型的整体效果图。
[0011]图2为本实用新型的上、下端滤液收集管与模拟裂缝结合侧视图。
[0012]图3为本实用新型的上、下端滤液收集管矩形一体化设计示意图。
[0013]图4为本实用新型裂缝腔体效果图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作详细叙述。
[0015]参照图1，一种压裂液滤失的平行板裂缝模拟装置，包括进口阀门1、进口阀门I连通裂缝进口 2，裂缝进口 2的进口端设置有两块有机玻璃板14，两块有机玻璃14的上、下面分别由致密的第一条状海绵6、第二条状海绵7作为夹层，两块有机玻璃14的左、右两侧分别由第一条状橡胶垫片3、第二条状橡胶垫片8作为夹层，总体构成一扁状腔体结构的模拟裂缝。
[0016]参照图2，模拟裂缝上、下裂缝面由于滤失，设置有与模拟裂缝卡在一起的上端滤液收集管4和下端滤液收集管5，来收集滤液；上端滤液收集管4和下端滤液收集管5分别设置有上端滤液管阀门10与下端滤液管阀门11，上端滤液收集管4和下端滤液收集管5汇总后的总收集管上设置有滤液总出口阀门13、模拟裂缝的、裂缝出口 9的管路上设置有出口阀门12。
[0017]参照图3，所述的上端滤液收集管4和下端滤液收集管5结构相同，均采用矩形一体化设计，目的是为了使其与平行的机玻璃板14 “卡住”，平行有机玻璃板14外部与矩形一体化设计处之间采用橡胶密封条15进行密封，同时，根据所垫橡胶密封条15的厚度与数量，可以控制两块有机玻璃板的间距，也就是可以起到调节裂缝宽度的目的，最后，两块有机玻璃板14用螺丝16进行固定，达到充分密封的目的。
[0018]所述的矩形一体化设计宽度为30mm，两块有机玻璃板14卡在矩形一体化设计4或5内，裂缝缝宽可调节，其调节最大限度情况为:裂缝板外壁与矩形体内壁完全贴合，此时缝宽达到最大；如需减小缝宽，则需在裂缝板外壁与矩形体内壁间夹橡胶密封条，确保密封完好。
[0019]本实用新型的原理如下:
[0020]携砂液经过压裂液进口进入裂缝进口 2，在平行有机玻璃板14间，由于重力等因素影响，支撑剂会在两块有机玻璃板14间沉降，就可以清晰的观察支撑剂在裂缝中的运移、携砂、铺置情况。因此，这样就可以模拟真实地层情况下，压裂施工过程中，存在滤失情况下，支撑剂在裂缝中的运移、携砂、铺置情况，本实用新型其压裂液进、出口分别安装有阀门，可以有效控制压裂液的排量和流速；同时上、下端滤失管的出口处也分别安装有阀门，亦可以实时控制滤失量和滤失速度的大小；根据本实用新型的地层裂缝模拟装置，在其压裂液进、出口处可安装压差传感器，滤失总管路出口安装压力表，可以根据相关数据计算出压裂液流经裂缝模拟段后的摩阻损失。
【权利要求】
1.一种压裂液滤失的平行板裂缝模拟装置，其特征在于，包括进口阀门(I)、进口阀门(I)连通裂缝进口(2)，裂缝进口(2)的进口端设置有两块有机玻璃板14，两块有机玻璃14的上、下面分别由致密的第一条状海绵(6)、第二条状海绵(7)作为夹层，两块有机玻璃(14)的左、右两侧分别由第一条状橡胶垫片(3)、第二条状橡胶垫片(8)作为夹层，总体构成一扁状腔体结构的模拟裂缝，模拟裂缝上、下裂缝面由于滤失，设置有与模拟裂缝卡在一起的上端滤液收集管(4)和下端滤液收集管(5);上端滤液收集管(4)和下端滤液收集管(5)分别设置有上端滤液管阀门(10)与下端滤液管阀门(11)，上端滤液收集管(4)和下端滤液收集管(5)汇总后的总收集管上设置有滤液总出口阀门(13)、模拟裂缝的、裂缝出口(9)的管路上设置有出口阀门(12)。
2.根据权利要求1所述的一种压裂液滤失的平行板裂缝模拟装置，其特征在于，所述的上端滤液收集管(4)和下端滤液收集管(5)结构相同，均采用矩形一体化设计。
【文档编号】G01N13/00GK204086078SQ201420450355
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】周德胜, 石豫, 王博学, 贺沛, 彭娇, 郑鹏, 卫海涛 申请人:西安石油大学