一种清洗便捷可视化支撑剂沉降规律模拟装置的制作方法

本实用新型涉及油气田开发技术领域，具体是一种清洗便捷可视化支撑剂沉降规律模拟装置。

背景技术：

随着世界经济的发展，对石油的依赖与需求已越来越大，常规油藏的产量和储采比都显示出日益降低的趋势，低渗油藏的勘探开发作为能源补充受到人们的重视。而水力压裂在低渗油田的增产开发中起着非常重要的作用，压裂形成的高导流能力裂缝不仅决定了油水井压裂后的增产、增注能力，而且还会影响到油藏的无水期采收率和最终采收率。而在水力压裂过程中，由于压裂液携砂能力、压裂液滤失等因素的影响，支撑剂在裂缝中的输送会大打折扣，导致部分已压裂的裂缝空间没有支撑剂充填。由于地应力作用，在压裂液返排后无支撑剂充填的裂缝又再次闭合，形成无效裂缝，使压裂增产效果受到严重影响。因此，对支撑剂有效铺置情况进行研究、预测是水力压裂增产改造的关键所在。

现有的实验模拟装置虽然在一定程度上很好的模拟了支撑剂的铺置过程，但是目前这些装置都存在清洗困难的通病，实验结束后支撑剂和液体残留在装置多个死角处，由于缝宽比较窄，且有些压裂液粘度较高使得支撑剂颗粒与高粘液体胶结成块残留在装置底部死角，普通清洗方法难以将其清洗出去，从而大大的影响了实验进程和实验效果。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种清洗便捷可视化支撑剂沉降规律模拟装置，通过对其清洗部分结构进行改良，使其能够更好地在试验后进行清洗处理。

本实用新型的技术方案是：

一种清洗便捷可视化支撑剂沉降规律模拟装置，包括带孔透明面板、硅胶环、外框，带孔透明板安装在外框之内，硅胶环安装于带孔透明板的四边，并被外框的内边压紧；外框为两个长方形结构的金属边框相对贴合而成，贴合面内设置有密封垫圈，作为1#密封垫圈，贴合后的外框的两个窄边上均设有尺寸相同的长条形槽，分别作为压裂液入口和压裂液出口，贴合后的外框底部设有长条形槽，作为底部清洗出口；

所述外框，在靠近底部清洗出口位置的两侧外表面上分别设有固定挂钩，固定挂钩的挂钩方向朝上；底部清洗出口出设有与其尺寸对应的底部密封板，底部密封板的两侧分别设有活动挂环和搭扣锁，挂环和搭扣锁均与固定挂钩的尺寸相配合。

进一步的，硅胶环的横截面形状为Y字形，所述Y字形的开口部分为硅胶环内圈且Y字形的闭口部分为硅胶环外圈。两块带孔透明面板平行的固定在硅胶环内圈中，两个外框平行的夹住硅胶环外圈并固定。

进一步的，所述搭扣锁上设有面板和拉环，拉环在面板的中间，面板通过铰链连接到搭扣锁上，靠近搭扣锁上部的位置。

进一步的，所述活动挂环安装在底部密封板的中部。

进一步的，所述底部密封板上也设有密封垫圈，此处的密封垫圈为长条形环状结构，作为2#密封垫圈。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型能使得装置清洗变得快速、彻底，进而提供更为有效的可视化分析支撑剂沉降规律研究，使支撑剂铺置规律的实验研究更切合实际、更顺利有效的进行，为页岩气藏及其他低渗油气藏的水力压裂裂缝参数设计、施工参数优化、支撑剂优选提供更有力的理论依据。

附图说明

图1为本实用新型实施例的人工裂缝单元正面的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的人工裂缝单元反面的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例的人工裂缝单元侧面的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的底部密封单元的俯视结构示意图；

图5为本实用新型实施例的底部密封单元的侧面结构示意图。

图中所示：

1-带孔透明面板、2-硅胶环、3-外框、301-压裂液入口、302-压裂液出口、4-固定挂钩、5-1#密封垫圈、6-底部清洗出口、7-活动挂环、8-搭扣锁、801-面板、802-拉环、9-底部密封板、10-2#密封垫圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如1-5所示，一种清洗便捷可视化支撑剂沉降规律模拟装置，包括人工裂缝单元和底部密封单元。人工裂缝单元为模拟地层裂缝并进行支撑剂沉降规律实验的可视化模拟和记录的组件。

所述人工裂缝单元包括硅胶环2、两块带孔透明面板1、两个外框3、两个固定挂钩4和底部清洗出口6，所述硅胶环2的横截面形状为Y字形，Y字形结构的开口部分为硅胶环内圈，且Y字形结构的闭口部分为硅胶环外圈。两块带孔透明面板1平行的固定在硅胶环内圈中，两个外框3平行的夹住硅胶环外圈并固定。根据本实用新型的示例性实施例，外框3上设置有多个螺栓孔，则两个外框3之间通过螺栓穿过螺栓孔来进行夹紧固定，并且为了避免渗漏并确保装置的密封性，优选的在两个外框3之间设置1#密封垫圈5，但本实用新型不仅限于此。本实用新型采用了在带孔透明面板1和外框3之间用硅胶环2相连接的方案，利用硅胶环2的弹性实现了带孔透明面板1由最初闭合到受到流体压力的冲击而逐渐张开的过程，反应了在地层中裂缝从最初闭合到后来由于携砂液造成裂缝张开并实现支撑剂铺置的过程，完全模拟了现场的实际工况。固定挂钩4固定在装置底部两侧，相当于搭扣锁的挂钩，用于连接固定下方的底板。底部清洗出口6位于装置底部，当底部密封单元打开时，装置内的液体、支撑剂及其他杂质将从该处被清洗出去。

此外，带孔透明面板1能过让实验被直观的观察到，方便记录实验数据。带孔透明面板1为PC阳光板，并且带孔透明面板1的抗压强度为86MPa。由于防弹玻璃板不易破碎且承压能力强，因此其有利于设备的长期维护和清洗。尽管如此，为安全起见，在该装置中进行的实验必须在压力范围内进行。

带孔透明面板1上均布有多个小孔101，小孔均布于带孔透明面板1的表明且形状尺寸一致。人工裂缝单元还包括用于对小孔101进行封堵的封堵件(未示出)。在不同的现场地层渗透率的情况下，可根据需要选择性的封堵部分小孔，让装置在实验时的漏失率更接近现场地层情况，更真实的模拟现场的渗透情况以及支撑剂在不同漏失率情况下的沉降和铺置规律。

根据本实用新型，外框3的两侧设置有开口并且两个外框在人工裂缝单元的两侧分别形成压裂液入口301和压裂液出口302，从而能够向人工裂缝单元中泵入和排出压裂液。外框3为优选的金属材料，以保证强度和使用寿命。

本实用新型中另一核心单元为底部密封单元，包含底部密封板9、活动挂环7、搭扣锁8和2#密封垫圈10。底部密封板9为载体，左侧铰接活动挂环7，右侧固定连接搭扣锁8，上部放2#密封垫圈10。活动挂环7为高强度金属材质，铰接在底部密封板9左侧，挂环一侧在密封时套在装置一侧的固定挂钩4上。搭扣锁8为高强度金属材质，固定在底部密封板9右侧，搭扣锁8主要包含拉环802和面板801，连接方式为铰连接，密封时搭扣锁上的拉环802套在固定挂钩4上，然后将面板801往下压使固定挂钩和拉环均产生微小形变，利用其恢复形变的力将底板死死地扣在装置上。2#密封垫圈10为硅胶材质，保证了装置不会渗漏。清洗时将搭扣锁8从部件4上解开，从而把底部密封单元卸下，人工裂缝单元内的支撑剂和液体在重力作用下大部分从底部清洗出口6处排出，然后继续从压裂液入口301往人工裂缝中注入清水冲洗残余废物即可；对于一些由于压裂液配置形成的“鱼眼”粘附在带孔透明面板1内侧，以及一些支撑剂颗粒与高粘压裂液胶结成块残留在装置底部死角，可在打开底部密封板9打开后，用刷子将这些难清洗的物质刷掉，再配合清水冲洗即可。通过上述方式，缝中残留物能被彻底清洗干净，无支撑剂残余留在缝中，且操作方便快捷，为支撑剂铺置规律的实验研究提供了良好的实验环境。

采用上述清洗便捷可视化支撑剂沉降规律模拟装置进行模拟时，具体包括以下步骤：

1)根据所需模拟的地层环境参数配制压裂液、调整装置参数并准备支撑剂；

2)装上底部密封单元，将装置底部密封；

3)将压裂液作为前置液从所述装置的压裂液入口301泵入，使两块带孔透明面板1之间形成微张的裂缝；

4)再将压裂液与支撑剂均匀混合，形成的携砂液从所述装置的压裂液入口301泵入，使两块带孔透明面板1之间的裂缝进一步张开并且支撑剂在裂缝中进行铺置，返排液体从所述装置的人工裂缝单元的压裂液出口302流出；

5)观察支撑剂铺置过程并记录支撑剂铺置状态，直至完成模拟；

6)实验结束，清洗装置，将底部密封单元取下，从压裂液入口泵入清水，并配合刷子及其他措施将装置清洗干净。

根据本实用新型，可以在模拟之前检查装置清洁度并注入清水进行循环以检查装置密封性。若装置清洁度不够，则清理后再进行实验；若装置不密封，则确保密封后再进行实验，若装置密封，则放空清水后进行实验即可。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。