一种压裂现场快速测试支撑剂密度的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种压裂现场快速测试支撑剂密度的装置，属于油气田开发研究 设备技术领域。
【背景技术】
[0002] 常规水力压裂过程中，所采用支撑剂的强度决定支撑剂填充层的结构稳定性及其 在生产过程中的导流能力，而支撑剂强度常与支撑剂密度呈对应关系，即支撑剂密度越大 其强度越大。在闭合压力较大的深地层，采用低密度支撑剂会导致支撑剂破碎程度大，极大 影响填充层的导流能力；在闭合压力较小的浅地层，采用高密度支撑剂会导致资源的浪费。 因此选择合适密度的支撑剂是压裂施工中极其重要的一步。
[0003] 目前，在压裂施工现场中所使用的支撑剂均采用范围分类法将支撑剂分为低密 度、中密度和高密度支撑剂，并不会标明准确的支撑剂密度，这给现场计算压裂液密度、压 裂液液柱压力以及最小水平主应力等参数带来了一些困难，进而对整体的压裂施工产生了 一定的问题，影响了压裂施工效率。常用的固体密度测试仪由于存在价格高、操作繁琐以及 要求精度高等缺点，并不满足现场测试支撑剂密度的要求。
[0004] 中国专利文件CN203479658U公开了一种陶粒支撑剂体积密度测试仪，属于密度 测量装置；旨在提供一种结构简单、操作方便、测量准确可靠的颗粒物料体积密度测量装 置。它包括机架、固定在该机架上的料斗、设置在该料斗下方的收集筒；所述机架由固定在 底座上的龙门架构成，该龙门架上有料嘴快换装置，该料嘴快换装置由固定在龙门架上的 挡圈、位于该挡圈上方设在龙门架上的弹簧、设在龙门架上将该弹簧压紧的定位架构成；该 定位架上有多个可与料斗出料口对接连通的快换料嘴。该专利文件主要用于室内或者工厂 内进行不同支撑剂粒径体积的准确测量，要获得支撑剂密度还需要配合天平等确定支撑剂 质量后进行计算得出，其主要解决的是不同的支撑剂粒径以及不同的加料速度造成的堆积 密实度不同而形成的体积误差。由于其需要更换料嘴，还要配合天平测定支撑剂质量，因此 不适合在压裂施工现场进行支撑剂体积密度的快速测量。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本实用新型公开一种压裂现场快速测试支撑剂密度的装 置，该装置结构简单、操作简易、造价低廉，且可以快速测量支撑剂密度，测量误差较小。
[0006] 本实用新型的技术方案如下：
[0007] -种压裂现场快速测试支撑剂密度的装置，包括基座、平衡杆、支撑剂筒和水筒， 所述平衡杆位于基座上方，平衡杆中心与基座活动连接，所述支撑剂筒和水筒分别设置于 平衡杆的两端。
[0008] 根据本实用新型优选的，基座包括支撑杆，支撑杆顶端与平衡杆中心活动连接。
[0009] 根据本实用新型优选的，所述的水筒侧壁上设有刻度。通过刻度可以清楚的记录 注入水的体积，方便计算。
[0010] 根据本实用新型优选的，所述的水筒还设有阀门。阀门的增设可以快速方便的调 节水筒中的水量，以使平衡杆达到平衡状态。
[0011] 根据本实用新型优选的，所述的支撑剂筒和水筒距离平衡杆中心的距离相等。通 过等距节省步骤，以方便计算公式。
[0012] 根据本实用新型优选的，所述的支撑剂筒和水筒均与平衡杆活动连接。方便在测 试结束后清理支撑剂筒和水筒，易于维护。
[0013] 进一步优选的，所述平衡杆上与平衡杆中心等距的两端均设有夹持件，平衡杆通 过夹持件连接支撑剂筒和水筒。
[0014] 本实用新型的原理如下：
[0015] 使支撑剂及支撑剂筒的质量与一定量的水与水筒的质量相等，可得公式（1)
[0016]m支撑剂筒+P支撑剂XV支撑剂=m水筒+P水XV水（1)
[0017] !!!__为支撑剂筒的质量，单位为g;P 为支撑剂的视密度，单位为g/cm3;V$ 为支撑剂的视体积，单位为cm3;m为水筒的质量，单位为g;P为水的密度，单位为g/ cm3;V为水的体积，单位为cm3。
[0018] 使用时，将支撑剂完全充满支撑剂筒，这样装满后用刮板一刮，支撑剂的视体积即 为支撑剂筒的容积，方便计算；待平衡杆稳定后向水筒中缓慢加入水直至平衡杆达到平衡， 记下平衡时的水的体积V7X。
[0019] 支撑剂筒及水筒的质量可预先称量得；取水的密度为lg/cm3;支撑剂的视体积为 支撑剂筒的体积。因此公式（1)可简化为公式（2):
[0020]
[0021 ] 即可快速求得支撑剂的视密度。
[0022] 本实用新型的有益效果在于：
[0023] 本实用新型的技术方案解决了压裂施工现场支撑剂体积密度快速测量的问题，相 对于常规的固体密度测试仪，本实用新型提供的装置简单、操作简易、造价低廉、易于携带， 不需要其它装置的配合，即可快速得到支撑剂的体积密度；对系统结构强度等要求低，更符 合压裂施工现场的要求，具有较强的实用价值和推广价值。
【附图说明】
[0024] 图1为本实用新型压裂现场快速测试支撑剂密度的装置的结构示意图。
[0025]其中，1、基座，2、平衡杆，3、支撑剂筒，4、水筒，5、刻度，6、阀门，7、支撑杆。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合实施例和说明书附图对本实用新型做详细的说明，但不限于此。
[0027] -种压裂现场快速测试支撑剂密度的装置，包括基座、平衡杆、支撑剂筒和水筒， 基座包括支撑杆，起支撑、保持本装置水平、稳定的作用，有一定重量最优；平衡杆位于基座 上方，平衡杆中心与支撑杆顶端活动连接，平衡杆两端能以与支撑杆连接处为支点上下交 替起落；
[0028] 平衡杆上与平衡杆中心等距的两端均设有夹持件，夹持件如可夹持圆柱体的夹 具，支撑剂筒和水筒通过夹持件活动连接平衡杆，且与平衡杆中心距离相等；
[0029] 水筒和支撑剂筒均为上部开口的空心圆柱形筒，水筒侧壁上设有刻度，水筒还设 有阀门，以方便测试时有效的调节、计算水筒中的水的含量；水筒的内壁半径为3cm，高度 为14. 16cm;支撑剂筒的内壁半径为3cm，高度为7. 08cm。
[0030] 实施例1、
[0031] 事先称得支撑剂筒的质量m支撑剂筒=100g，水筒的质量m水筒=200g。取现场支撑 剂，将支撑剂完全充满支撑剂筒，可知支撑剂的视体积^^#_= 200. 18cm3。待平衡杆稳定后 向水筒中缓慢加入水直至平衡杆达到平衡，记下平衡时的水的体积V7X = 220ml。
[0032] 取水的密度为1.Og/cm3。根据公式（2)可得：
[0034] 即该支撑剂的视密度为1. 599g/cm3。
[0035] 实施例2、
[0036] 事先称得支撑剂同的质莖m支撑剂筒=100g及水同的质莖m水筒=200g。取现场另一 支撑剂，将支撑剂完全充满支撑剂筒，可知支撑剂的视体积^^#_= 200. 18cm3。待平衡杆稳 定后向水筒中缓慢加入水直至平衡杆达到平衡，记下平衡时的水的体积V7X = 180cm3。
[0037] 取水的密度为1.Og/cm3。根据公式（2)可得：
[0039] 则该另一支撑剂的视密度为1. 399g/cm3。
【主权项】
1. 一种压裂现场快速测试支撑剂密度的装置，其特征在于，包括基座、平衡杆、支撑剂 筒和水筒，所述平衡杆位于基座上方，平衡杆中心与基座活动连接，所述支撑剂筒和水筒分 别设置于平衡杆的两端。2. 根据权利要求1所述的压裂现场快速测试支撑剂密度的装置，其特征在于，所述基 座包括支撑杆，支撑杆顶端与平衡杆中心活动连接。3. 根据权利要求1所述的压裂现场快速测试支撑剂密度的装置，其特征在于，所述的 水筒侧壁上设有刻度。4. 根据权利要求1所述的压裂现场快速测试支撑剂密度的装置，其特征在于，所述的 水筒还设有阀门。5. 根据权利要求1所述的压裂现场快速测试支撑剂密度的装置，其特征在于，所述的 支撑剂筒和水筒距离平衡杆中心的距离相等。6. 根据权利要求1所述的压裂现场快速测试支撑剂密度的装置，其特征在于，所述的 支撑剂筒和水筒均与平衡杆活动连接。7. 根据权利要求6所述的压裂现场快速测试支撑剂密度的装置，其特征在于，所述平 衡杆上与平衡杆中心等距的两端均设有夹持件，平衡杆通过夹持件连接支撑剂筒和水筒。
【专利摘要】本实用新型涉及一种压裂现场快速测试支撑剂密度的装置，属于油气田开发研究设备技术领域，本装置包括基座、平衡杆、支撑剂筒和水筒，基座起保持本装置水平、稳定的作用，平衡杆位于基座上方，平衡杆中心与基座活动连接，所述支撑剂筒和水筒分别设置于平衡杆的两端，通过本装置可以快速求得支撑剂的视密度，操作简单、易于携带，不需要其它装置的配合，对系统结构强度等要求低，更符合压裂施工现场的要求，具有较强的实用价值和推广价值。
【IPC分类】G01N9/00
【公开号】CN204924845
【申请号】CN201520696640
【发明人】李明, 黄波, 苏权生, 王昊, 王 华, 陈磊, 温庆志
【申请人】中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月9日