一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及二氧化碳无水压裂技术领域，具体涉及一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置。
【背景技术】
[0002]近年来，一种新的压裂技术一二氧化碳无水压裂技术逐渐热起来，越来越多的人们开始对他进行研究。二氧化碳无水压裂液主要由二氧化碳和少量化学试剂组成。然而，现有的对压裂液摩阻等性能测试的仪器主要针对常规液体压裂液，例如冻胶压裂液，或者清水压裂液的摩阻特性，像专门测试这种气体压裂液的摩阻特性的设备，现在市场上还没。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供了一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置，专门测试这种二氧化碳无水压裂液，在不同温度和压力下摩阻特性；同时依据细管式流变仪的原理，也可用于二氧化碳干法压裂液，在不同温度和压力下的流变特性。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为:
[0005]一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置，包括第一气瓶I和第二气瓶2，第一气瓶
1、第二气瓶2分别通过第一阀3和第二阀4与净化器5的入口连接，净化器5的出口依次连接流量计6、制冷装置7、液态CO2储罐8，其中制冷装置7和液态CO 2储罐8中间连接有第三阀9，液态CO2储罐8出口同时连接有第四阀10、压力计12和第五阀11，第五阀11出口依次连接0)2栗13和单向阀16后进入预热器18 ；
[0006]另一支路，试剂罐14出口经过试剂栗15后连接单向阀16入口，0)2栗13和试剂栗15出口处连接有安全阀17，在预热器18的出口管路上依次连接有温度计19和压力传感器20，然后并联连接有细直管支路、粗直管支路和盘管支路；细直管支路、粗直管支路和盘管支路的出口管路连接有背压阀33 ;
[0007]其中:细直管支路包括细直管23，细直管23的输入、输出端之间连接有第一压差传感器22，细直管23的输入端还连接有第六阀21，输出端还连接有第七阀24 ;
[0008]粗直管支路包括粗直管27，粗直管27的输入、输出端之间连接有第二压差传感器26，粗直管27的输入端还连接有第八阀25，输出端还连接有第九阀28 ;
[0009]盘管支路包括盘管30，盘管30的输入、输出端之间连接有第三压差传感器31，盘管30的输入端还连接有第十阀29，输出端还连接有第^^一阀32。
[0010]能够选择气瓶接入数量。
[0011]所述液态CO2储罐8在制冷装置7内部，为制冷装置7 —部分。
[0012]所述0)2栗13和试剂栗15采用变频栗，带变频调节系统，能够调节栗的流量和合成压裂液中试剂浓度配比；最大工作压力50MPa以上，从而可以模拟压裂施工时地层压力条件。
[0013]所述试剂罐14下端还设计有放空阀门，方便排空和清洗，配置加热装置来控制温度。
[0014]所述背压阀33出口连接回收处理装置。
[0015]连接制冷装置7到背压阀33之间所有管路，可以用保温材料缠绕包裹。
[0016]还包括与流量计6、压力计12、温度计19、压力传感器20、第一压差传感器22、第二压差传感器26和第三压差传感器31连接的数字采集控制卡，用于采集压力、温度、流量、压差和调频栗频率，采集的数据经处理生成原始数据报表，分析报表以及曲线图，同时生成数据库文件格式以便用户使用。
[0017]所述数字采集控制卡采用进口 MOX或C168H数字采集控制卡。
[0018]本实用新型的优点:
[0019](I)本实用新型专门测试二氧化碳无水压裂液，在不同温度和压力下摩阻特性的装置；而且还可以用于二氧化碳干法压裂液，在不同温度和压力下的流变特性。
[0020](2)本装置设计有制冷装置7可以根据实验需要设定制冷温度。它内置液态CO2储罐可以储存一定量液态CO2。
[0021](3)本装置设计有0)2栗13和试剂栗15，可以选择用调频栗来改变排量，进而控制CO2和所用试剂的配比。
[0022](4)本装置设计有预热器18，可以根据需要控制管路温度。
[0023](5)本装置设计2种管径直管及一套螺旋盘管，可进行压裂液在不同管路直径，管路形状，不同温度、压力、剪切速率下的管流摩阻测量实验，可以根据需要，选择细直管23，粗直管27、盘管30管径，选择通过它们两端最近的阀门开关，灵活选择使用这3根管路中的某一条。
[0024](6)本装置设计背压阀33可以使得管路内部保持一定的工作压力，在其出口可以连接实验废液回收或者处理装置。
[0025](7)连接制冷装置7到背压阀33之间所有管路，可以用保温材料缠绕包裹，便于防止热量传递、散失等引起的测试误差。
【附图说明】
[0026]附图为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本实用新型做详细描述。
[0028]如附图所示，本实用新型包括包括第一气瓶I和第二气瓶2，第一气瓶I，第二气瓶2气体分别通过第一阀3、第二阀4后，经过净化器5净化后，通过流量计6计量流量。然后通过制冷装置7将二氧化碳制冷液化后由0)2栗13输入管路。
[0029]其中制冷装置7上面连接有第三阀9、第四阀10可方便排空清洗。压力计12可以测量液态CO2储罐内部压力。
[0030]另一支路:将配好的化学试剂装入溶剂适当的试剂罐14中，试剂由试剂栗15输入管路与C(V混合。0)2栗13和试剂栗15的排量来控制物质浓度配比。
[0031]其中，单向阀16可以防止流体倒流，安全阀17便于控制管路压力，可以保障管路高压安全。混合的压裂液流体可以通过预热器18控制管路温度，温度可以由温度计19来计量，管路压力可以由压力传感器20计量。
[0032]然后通过它们两端最近的阀门控制，灵活选择通过细直管或粗直管或盘管中的某一条，同时管路两端的压差传感器可以测量管路两端的压差，管路长短、管径和压差传感器的量程可以灵活选测。
[0033]剪切速率可以由0)2栗13和试剂栗15的排量以及管径控制剪切速率。管路系统压力由背压阀33调节。
[0034]此外，本装置还有数据采集处理功能，实现计算机操作:数据采集系统包括压力、温度、流量、压差、调频栗频率，为了保证测量精度和控制的可靠性，采用进口 MOX，C168H数字采集控制卡，从而实现数字化采集传输。
[0035]计算机采集的数据经处理可生成原始数据报表，分析报表以及曲线图，同时生成数据库文件格式以便用户灵活使用。
[0036]本实用新型的工作原理为:第一气瓶1、第二气瓶2中0)2气体经过制冷装置7液化后由0)2栗13注入；配好的试剂由试剂栗15注入，与CO2气体混合后，选择经过细直管或粗直管或盘管流出。同时直管和盘管两端有压产传感器测量压差，这个压差值就是要测量的摩阻值。流变性质依据细管式流变仪原理测量。其中:管路系统压力先由<:02栗13和试剂栗15增压，然后由背压阀33调节；温度主要受预热器18控制；排量和压裂液配比受CO2栗13和试剂栗15控制。
【主权项】
1.一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置，包括第一气瓶(I)和第二气瓶(2)，其特征在于:第一气瓶(I)、第二气瓶(2)分别通过第一阀(3)和第二阀(4)与净化器(5)的入口连接，净化器(5)的出口依次连接流量计￠)、制冷装置(7)、液态CO2储罐(8)，其中制冷装置(7)和液态CO2储罐(8)中间连接有第三阀(9)，液态CO2储罐(8)出口同时连接有第四阀(10)、压力计(12)和第五阀(11)，第五阀(11)出口依次连接0)2栗(13)和单向阀(16)后进入预热器(18); 另一支路，试剂罐(14)出口经过试剂栗(15)后连接单向阀(16)入口，0)2栗(13)和试剂栗(15)出口处连接有安全阀(17)，在预热器(18)的出口管路上依次连接有温度计(19)和压力传感器(20)，然后并联连接有细直管支路、粗直管支路和盘管支路；细直管支路、粗直管支路和盘管支路的出口管路连接有背压阀(33); 其中:细直管支路包括细直管(23)，细直管(23)的输入、输出端之间连接有第一压差传感器(22)，细直管(23)的输入端还连接有第六阀(21)，输出端还连接有第七阀(24); 粗直管支路包括粗直管(27)，粗直管(27)的输入、输出端之间连接有第二压差传感器(26)，粗直管(27)的输入端还连接有第八阀(25)，输出端还连接有第九阀(28); 盘管支路包括盘管(30)，盘管(30)的输入、输出端之间连接有第三压差传感器(31)，盘管(30)的输入端还连接有第十阀(29)，输出端还连接有第^^一阀(32)。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置，其特征在于:能够选择气瓶接入数量。3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置，其特征在于:所述液态CO2储罐(8)在制冷装置(7)内部，为制冷装置(7) —部分。4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置，其特征在于:0)2栗(13)和试剂栗(15)采用变频栗，带变频调节系统，能够调节栗的流量和合成压裂液中试剂浓度配比；最大工作压力50MPa以上，从而可以模拟压裂施工时地层压力条件。5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置，其特征在于:所述的试剂罐(14)下端还设计有放空阀门，方便排空和清洗，配置加热装置来控制温度。6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置，其特征在于:所述背压阀(33)出口连接回收处理装置。7.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置，其特征在于:连接制冷装置(7)到背压阀(33)之间所有管路，用保温材料缠绕包裹。8.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置，其特征在于:还包括与流量计出)、压力计(12)、温度计(19)、压力传感器(20)、第一压差传感器(22)，第二压差传感器(26)和第三压差传感器(31)连接的数字采集控制卡，用于采集压力、温度、流量、压差和调频栗频率，采集的数据经处理生成原始数据报表，分析报表以及曲线图，同时生成数据库文件格式以便用户使用。9.根据权利要求8所述的一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置，其特征在于:所述数字采集控制卡采用进口 MOX或C168H数字采集控制卡。
【专利摘要】一种二氧化碳无水压裂液摩阻测试装置，提供了一种专门测试二氧化碳无水压裂液，在不同温度和压力下摩阻特性的装置；而且还可以用于二氧化碳干法压裂液，在不同温度和压力下的流变特性；首先将CO2气体制冷液化，然后经过CO2泵高压注入管路，与由试剂泵注入试剂混合形成二氧化碳无水压裂液；可以根据需要调节频率和配比，同时可以由预热器对管路中压裂液加热到需要的温度，然后通过阀门，灵活选择经过细直管或粗直管或盘管流出，管路系统压力由背压阀调节，在管路出口处连接回收处理装置；同时直管和盘管两端有压产传感器测量压差，这个压差值就是要测量的摩阻值，流变性质依据细管式流变仪原理测量。
【IPC分类】G01N11/00
【公开号】CN204789224
【申请号】CN201520417655
【发明人】张健, 郜时旺, 张国祥, 杨光, 荆铁亚, 王金意, 周伟强
【申请人】中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司, 中国华能集团公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年6月16日