一种压裂实验用基座装置的制作方法

本实用新型属于水力压裂技术领域，具体涉及水力压裂实验中的设备装置技术。

背景技术：

在做室内水力压裂实验时，采用的一般方法是在圆柱或立方体岩石试件的中心钻取一定尺寸的圆孔来预制井眼，用压裂钢管来模拟垂直井筒。同时需要留有一定尺寸的裸眼井段，可以模拟在压裂过程中，初始裂缝出现在该井段。将高强度钢管插入圆孔中，钢管和预制井眼间的孔隙利用高强度黏结剂封固。压裂之后，需要取下岩石试件进一步做ct断层扫描，获得压裂裂缝形态对于增透的影响。

上述实验方法存在以下问题：在压裂实验完成后，需要对岩石试样进行拆卸，在拆卸过程中，由于试样与钢管之间的黏结通常是利用的高强度黏结剂，使得试样难以拆卸，即使能将试样拆卸下来，也难以确保试样的整体性，无法保证裂缝的原位形态。在试样整体性被破坏后，如再进行ct断层扫描时，会造成实验结果的不准确，进而导致实验结果可信度降低。

目前，大多数压裂实验均采用上述方法，它存在操作难度大、难以确保岩石试样的整体性、保证裂缝的原位形态等一系列问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有装置存在的缺陷，提供一种在水力压裂实验后能有效分离压裂试样的基座装置，从而确保试样整体性，实现可靠的ct断层扫描，提高实验的科学性。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提出的压裂实验用基座装置，主要包括基座主体、转接弯头、拆卸柱、压裂接头、压裂钢管和隔离件。

基座主体的主要作用是提供流动通道给压裂液和固定装置的其他部分，所述基座主体中具有给压裂液提供的流动通道，并有与实验仪器相连接的安装孔。

转接弯头用于连接高压液体和基座主体，所述转接弯头安装在基座主体侧壁，连接所述流动通道。

拆卸柱可便于将压裂实验后的岩石试样拆卸下来。所述拆卸柱下端与基座主体连接，上端表面设有隔离件，用来减少黏结剂与拆卸圆柱的接触面积；所述拆卸圆柱由左右两半通过螺栓连接组成，中心围成容压裂钢管穿过中通空腔。

压裂钢管穿过拆卸柱，上端伸出用于与试样连接，为压裂液提供流动通道，将压裂液输送到岩石试样的内部，其下部设有压裂接头。

所述基座主体为上小下大的凸形结构，由下半部和上半部形成一个整体，下半部侧面连接有转接弯头，转接弯头通过输送管道与高压液体连接。上半部的上部设有螺纹，并同时具有内螺纹和外螺纹，外螺纹用于连接拆卸柱，内螺纹用于连接压裂接头。整个凸形的基座主体内具有内部空腔，是为压裂液提供流动通道，其内部空腔呈“l”形并与转接弯头和压裂钢管相通。

进一步地，在拆卸柱的上表面中心位置设有小尺寸的环形凹陷，当压裂钢管与岩石试样之间采用环氧树脂等黏结剂来封固孔隙时，多余的黏结剂会汇集到环形凹陷中。

本实用新型的使用方式是：将压裂钢管通过下部的压裂接头与基座主体相连接，压裂钢管穿过拆卸柱中间的中通空腔，上部插进岩石试样，和岩石试样之间的孔隙借助环氧树脂等黏结剂进行封固，拆卸柱通过连接螺栓和分离螺栓进行连接。开始压裂实验，用注射泵将压裂液泵入实验仪器的空腔中，然后通过实验仪器上的中空螺栓，通过输送管道，进入基座主体侧面上的转接弯头，进入基座主体，再通过基座主体内部“l”形空腔，通过压裂接头，进入压裂钢管，最后压裂液进入试样裸眼井段。在压裂实验结束后，通过连接螺栓和分离螺栓即可分离拆卸柱，然后便可较容易地将岩石试样拆卸下来，并较好地保持试样的整体性，保证裂缝的原位形态。进而可做ct断层扫描，获得较好地实验效果，得到准确的实验结果。

本实用新型所述的基座装置与现有装置相比，主要具有以下优点：

1.本装置采用了凸形结构的基座主体和采用拆卸柱相结合，拆卸柱采用可拆卸的左右两半合围构成，在压裂过程中，固定试样，在压裂之后，通过连接螺栓以及分离螺栓即可分离左右两半，进而将压裂钢管暴露，利用钳子即可分离压裂钢管与基座主体。该设计巧妙合理，易于使用，可轻松将岩石试样拆卸下来，可实现无损操作，较好地保持试样的整体性，保证裂缝的原位形态。

2.本装置在拆卸柱的上表面增加金属薄环，可以降低接触面积而不致黏结剂流到拆卸柱上，更加方便拆卸。

3.本装置用压裂钢管来模拟垂直井筒，同时留有一定尺寸的裸眼井段，在压裂过程中该裸眼井段可模拟初始裂缝的出现。

4.本装置的压裂钢管和转接弯头通过螺纹与基座主体相连，并通过基座主体内部空腔形成压裂液流动通道，连接处便于密封且易于安装在整个实验装置上。

本装置结构简单，整体尺寸较小，质量轻，便于安装和拆卸，装置各部分可重复使用，成本较低，能够广泛应用于水力压裂实验中。

附图说明

图1为本实用新型的基座装置的结构剖视图；

图2为图1的a—a剖面视图；

图3为图1的b—b剖面视图；

图4为图1的c—c剖面视图。

附图标号说明：

1—基座主体；2—转接弯头；3—基座连接螺栓；4—流动通道；5—拆卸柱；6—压裂接头；7—压裂钢管；8—拆卸柱连接螺栓；9—环形凹陷；10—拆卸柱分离螺栓；11—金属薄环。

具体实施方式

下面结合附图对本基座装置的具体实施方式做进一步描述：

如图1所示，本实用新型提出的用于压裂实验的基座装置主要由基座主体1、转接弯头2、拆卸柱5、压裂接头6、压裂钢管7、金属薄环11等组成。

基座主体1上有连接孔，通过四根基座连接螺栓3与实验仪器相连接。基座主体1内有给压裂液提供的流动通道4，在基座主体1的侧面连接有转接弯头2，与流动通道连接，以供压裂液的流通。

拆卸柱5下端通过其内部的内螺纹与基座主体1上的外螺纹相连接，上端设置金属薄环11作为隔离件。

压裂钢管7穿过拆卸柱5，下部连接压裂接头6，可通过压裂接头6上的外螺纹与基座主体1上的内螺纹相连接，同时压裂钢管7穿出拆卸柱5，用于插入岩石试样中。

如图2所示，本实施例中，基座主体1具有下半大圆柱和上半小圆柱两部分，形成凸形结构。下半大圆柱高50mm，直径89.5mm，其上均匀分布有四个螺栓孔，孔径均为8.5mm，用于通过螺栓将基座主体安装到实验仪器上。在偏离螺栓孔45°方向上，基座主体1的侧面，安装有转接弯头2，转接弯头的直径为4mm，转接弯头2与直径为2mm的“l”形的流动通道4相连接。基座主体1的上半小圆柱直径为38mm，高为40mm，其上有高为10mm的外螺纹和16mm的内螺纹。

结合图3和图4可见，本实施例的拆卸柱5采用圆柱形，直径为38mm，高为44mm，其由左右两个半圆柱，通过拆卸柱连接螺栓8相连接，一个半圆柱侧面设有穿透的四个螺纹孔，另一个半圆柱在相应侧面位置设有未穿透的四个螺纹孔，通过四个拆卸柱连接螺栓8将两个半圆柱连接。在上述未穿透半圆柱上另外设有两个反向螺纹孔，位置居于四个螺纹孔中间，内装拆卸柱分离螺栓10，在去除上述四个拆卸柱连接螺栓8之后，通过在反向螺纹孔内转动拆卸柱分离螺栓10，可以辅助分离两个半圆柱。

整个拆卸柱5的下部设有内螺纹，与基座主体1上端的外螺纹连接。拆卸柱5的上部中央设有环形凹陷9，上表面除环形凹陷部分外，设有厚度为3mm金属薄环11，以汇集和隔离多余环氧树脂等黏结剂。

本实施例所用的压裂接头6的直径为11mm，高为30mm，连接至基座主体1上端的内螺纹中，其上的压裂钢管7是直径4mm、高58mm的中空管道，出露拆卸柱5的部分长度为38mm。

工作原理：实验仪器与基座主体1侧面的转接弯头2之间连接有输送管道，当注射泵将压裂液泵入实验仪器中，压裂液即通过输送管道进入转接弯头2，由于压力作用，压裂液进入基座主体1的内部“l”形流动通道4中，然后通过压裂接头6进入压裂钢管7，最后压裂液成功进入岩石试样的模拟裸眼井段。在实验室条件下完成压裂岩石试件过程后，先拆下拆卸柱5，就露出了压力钢管7的下半部和压裂接头6，利用手钳将压裂接头6与基座主体1分离，即可完整地将岩石试件取下，便于进一步做ct断层扫描。这样可确保岩石试样的整体性，保证裂缝的原位形态。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以定本实用新型的范围，在本实用新型公开的技术及方案的基础上，本领域的技术人员能根据本专利公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些修改和变化，这些修改和变化均在本实用新型的保护范围内。