用于测量压裂液的摩擦阻力的测量装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于测量压裂液的摩擦阻力的测量装置及方法。
【背景技术】
[0002]在压裂过程中，随着排量的提高，压裂液在管线中的摩擦阻力将大幅度地增加，使施工的泵压大部分消耗在克服管路摩阻上，从而减小了实际作用于产层的压力。为了实现大排量施工，通常在压裂液中加入减阻剂，以降低压裂液的摩阻。在现场施工之前，一股先通过实验模拟在实际工作过程中减阻剂对压裂液的摩阻的影响。
[0003]现有技术中的用于测量压裂液的摩擦阻力的测量装置包括储液罐单元、动力泵和测试管路。储液罐单元、动力泵和测试管路通过普通管路顺次串联成闭合循环回路。并且在测试管路的两端设有压力测量单元。通过压力测量单元测出压裂液流经测试管路时，在测试管路的两端产生的压差，从而计算得到压裂液的摩阻性能。但是，该摩阻测定装置中的测试管路的剪切速率范围较小，使得该摩阻测定装置的使用范围受限。
[0004]因此，如何解决测试管路的剪切速率范围较小的问题，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]针对上述问题，本发明提出了一种用于测量压裂液的摩擦阻力的测量装置，可以有效地增大测试管路的剪切速率范围。
[0006]本发明的用于测量压裂液的摩擦阻力的测量装置包括用于接受压裂液的进液管路和用于输出压裂液的出液管路；至少两个并联在进液管路和出液管路之间的测试管路，各测试管路的孔径彼此不同；以及用于测量测试管路两端压差的压差测量单元。
[0007]在一个实施例中，还包括并联在进液管路和出液管路之间的回流管路。
[0008]在一个实施例中，在所述回流管路上设有齿轮泵。
[0009]在一个实施例中，所述压差测量单元为设置在所述回流管路上的流量计。
[0010]在一个实施例中，各测试管路的进液端和出液端、所述出液管路的出液端，以及所述回流管路的进液端分别设置有阀门。
[0011]在一个实施例中，设有四个测试管路，其孔径分别为1/4英寸、3/8英寸、5/8英寸及I英寸。
[0012]在一个实施例中，孔径最小的测试管路与所述回流管路之间的距离最近，而孔径最大的测试管路与所述回流管路之间的距离最远。
[0013]在一个实施例中，还包括用于接受从所述出液管路排出的压裂液的废液罐、用于存储压裂液的储液单元，以及用于将所述储液单元中的压裂液泵入所述进液管路的注液栗。
[0014]在一个实施例中，各测试管路的材质均为哈氏合金。
[0015]本发明的用于测量压裂液的摩擦阻力的方法，包括下述步骤:将测试管路和回流管路中均注入压裂液。从孔径最大的测试管路向孔径最小的测试管路进行测试。
[0016]相对于现有技术，本发明的用于测量压裂液的摩擦阻力的测量装置包括进液管路、出液管路、测试管路及压差测量单元。其中，测试管路并联在进液管路和出液管路之间。测试管路设有至少两个，并且各测试管路的孔径均不相同。进液管路用于接受压裂液，出液管路用于输出压裂液。压差测量单元用于测量测试管路两端的压差，以得到压裂液的摩阻性能。当测试管路的孔径不同时，其剪切速率的范围也不同。因此，可以有效地增加测量装置中的测试管路的剪切速率范围。
【附图说明】
[0017]在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。在图中:
[0018]图1为本发明的用于测量压裂液的摩擦阻力的测量装置的结构示意图。
[0019]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例描绘。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0021]如图1所示，本发明提供的用于测量压裂液的摩擦阻力的测量装置包括进液管路2、出液管路3和测试管路5。其中，测试管路5的进液口设在进液管路2上，出液口设置出液管路3上。压裂液依次流过进液管路2、测试管路5和出液管路3。当压裂液流过测试管路5时，会在测试管路5的两端产生压差，通过压差测量单元测出测试管路5两端的压差来得到降阻率。
[0022]当测试管路5的孔径不同时，其剪切速率也会相应改变。因此，在进液管路2和出液管路3之间设有至少两个测试管路5。其中，每个测试管路5的孔径均不相同，并且各测试管路5的进液口均设在进液管路2上，而出液口均设在出液管路3上。这样，可以增加测量装置的测试管路5的剪切速率范围，从而可以测量压裂液在更大范围的剪切速率下的降阻率。此外，如此设置，结构简单，管路较短，从而方便进行加温测试实验。而且各个测试管路5互不影响，方便测量在其中一个测试管路5下的降阻率。
[0023]测试管路5的材质可以为哈氏合金，以减少含强酸的压裂液对其的腐蚀。此外，选取测试管路5的孔径时，优先选用孔径最大的测试管路5的直径为I英寸，而孔径最小的测试管路5的直径为1/4英寸。这样，可以通过设置较少的测试管路5来达到所限定的剪切速率范围。
[0024]在一个实施例中，测试管路5设有四个。每个测试管路5的孔径分别为1/4英寸、3/8英寸、5/8英寸及I英寸。I英寸测试管路51的剪切速率范围为50/s至200/s。5/8英寸测试管路52的剪切速率范围为100/s至800/s。3/8英寸测试管路53的剪切速率范围为500/s至4000/s。1/4英寸测试管路54的剪切速率范围为2000/s至12000/s。这样，可以使测量装置的测试管路5的总剪切速率范围为50/s至12000/s。此外，一个测试管路5的剪切速率与另外一个测试管路5的剪切速率部分重合，可以有效地防止不能测试到在个别的剪切速率下的降阻率。
[0025]该测量装置还包括回流管路4。回流管路4的进液口也设在进液管路2上，出液口设在出液管路3上。这样，回流管路4可以与各测试管路5之间形成回路，从而可以实现测试管路5的无限循环，而且还可以节省空间。此外，如此设置，还可以使所有的测试管路5使用同一回流管路4，结构简单，节省空间，同时也可以降低对管路加热时的能耗。而且压裂液处于密闭的加压环境中，能有效地降低压裂液中的气体对摩阻的干扰。
[0026]该测量装置还包括设置在进液管路2的进液口端的储液单元1，以及设在出液