br>[0047] 101 ;混砂S通 102 ;混砂罐 103 ;储砂槽
[0048] 104 ;调节齿轮 111 ;第一通道 112 ;第二通道
[00例 113;第；通道 121;入口段 122;射流段
[0050] 123 ;锥形腔体 201 ;主裂缝 202 ;分支裂缝
[005U 203;连接部件 204;控制阀 211;阀巧
[0052] 212;手动拨片 213;第二窄缝 214 ;固定孔
[0053] 501;进口流量计 502;出口流量计 503 ;混砂连通器
[0054] 205;角度调节器 2051 ;固定面 2052 ;调节面
[0055] 2053 ;安装孔 2054 ;第一窄缝
【具体实施方式】
[0化6] 本发明的图1至图7示出的结构仅用于帮助本领域技术人员理解，并不用于限制 本发明的实际装置。图中元件均采用简略画法，仅作为示意，但是该并不影响对本发明的说 明，本领域技术人员应该明白。
[0化7] 下面对本发明中设及的术语进行解释说明：
[005引支撑剂，是石油、天然气低渗透油气井开采中压裂增产方式中的关键材料，一般是 具有一定粒度和级配的天然砂或人造高强陶瓷颗粒。其起到防止支撑裂缝因应力释放而闭 合的作用，从而保持油气畅通。
[0化9] 压裂液，是流体矿（气、油、淡水、盐水等）在开采过程中，为了获得高产而借用液 体传导力（如水力等）压裂措施时所用的液体。本发明所使用的压裂液优选为水。
[0060] 携砂液，是压裂液携带有支撑剂的混合液体，可W简单理解为压裂液和支撑剂的 混合物。
[0061] 连接角度，是指分支裂缝与主裂缝，或者各级分支裂缝之间形成的角度。
[0062] 口径，是指混砂S通个通道的内径。
[0063] 锥形腔体，是指能够在=维空间内限定出的锥形体的腔体结构，其中所指的锥形 体包括圆锥体或正棱锥体。正棱锥体包括正=棱锥体、正四棱锥体或正多棱锥体。
[0064] 需要说明的是，本发明优选锥形腔体为圆锥形腔体，本发明中所设及的关于第一 通道111的入口段121的所有尺寸也均是在圆锥形腔体的情况下进行测量的。该些数值仅 作为一个优选实施例进行说明，其并不限制本发明。
[00化]顶角；对于由正棱锥体形成的锥形腔体，过锥形腔体的一条棱且过锥形腔体中屯、 轴的平面，该平面与锥形腔体表面相交，该平面所经过的棱与交线之间的夹角为顶角；对于 圆锥体形成的锥形腔体，过其中屯、轴线的任一平面与锥形腔体表面相交，两条交线形成的 夹角为顶角。
[0066] 下面结合附图对本发明进行详细说明。
[0067] 图1示出了本发明的大尺寸多裂缝模拟装置，也可W理解为图1是本发明模拟装 置的简易工作流程图。模拟支撑剂运移的大尺寸多裂缝模拟装置100包括混砂单元10、裂 缝单元20、累送装置30、循环过滤单元40和流通管路50。流通管路50是由塑料制成的柔 性管线，能够任意弯曲。本发明的流通管路50是由多根柔性管线组成的。流通管路50用 于连接将混砂单元10、裂缝单元20、累送装置30和循环过滤单元40彼此连接，形成循环的 流体通路。在流通管路50上还设置有流量计，如设置在累送装置30和混砂单元10之间的 进口流量计501，设置在混砂单元10和裂缝单元20之间的出口流量计502。
[0068] 进口流量计501和出口流量计502均为电磁流量计。电磁流量计的优点在于；1) 测量管道为光滑直管，无阻流部件，在固液两相流的测量中不易堵塞管路；2)精度较常规 流量计高；3)测量量程范围大。本发明的模拟装置优选LDG型电磁流量计，其具体参数如 表1中所示。
[0069] 表1LDG型电磁流量计性能参数
[0070]
【主权项】
1. 一种支撑剂运移的大尺寸多裂缝模拟装置，其包括裂缝单元（20)，所述裂缝单元 (20)包括主裂缝（201)和设置在所述主裂缝至少一侧的多级分支裂缝（202)，其特征在于， 所述主裂缝（201)和至少一条所述分支裂缝（202)之间通过连接部件（203)连接，并且所 述连接部件（203)设置有控制阀（204)，用以控制所述主裂缝（201)和至少一条所述分支裂 缝之间的连通状态。
2. 如权利要求1所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述连接部件（203)设置 有角度调节器（205)，并且所述角度调节器（205)构成为所述连接部件（203)的一部分，所 述主裂缝（201)和所述分支裂缝（202)之间或者所述各级分支裂缝之间通过所述角度调节 器的形成不同的连接角度。
3. 如权利要求2所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述连接部件（203)包 括至少一个所述角度调节器（205)，所述至少一个角度调节器（205)将所述连接部件（203) 划分成多段。
4. 如权利要求3所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述角度调节器（205)为 正棱柱，所述角度调节器（205)具有至少五个侧面，并且所述角度调节器（205)的至少五个 侧面中的一个是固定面（2051)，其余侧面为调节面（2052);其中，与所述固定面（2051)相 邻的两个调节面上设置有安装孔（2053)，其余调节面上设置有安装孔（2053)和第一窄缝 (2054)〇
5. 如权利要求4所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述连接部件（203)还 包括与所述角度调节器（205)相匹配的调节件（206)，所述调节件（206)为两个片状结构 体，所述两个片状结构体可选择地固定在任意两个调节面（2052)上，从而调节所述主裂缝 和所述分支裂缝或者所述各级分支裂缝之间的连接角度。
6. 如权利要求1至5之一所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述大尺寸多裂 缝实验装置（100)还包括操控单元，所述操控单元与每个所述控制阀（204)连接，并且所述 操控单元设置有控制所述控制阀（204)开启或关闭的按键，从而根据所要模拟的裂缝分布 形态来开启或关闭相应的控制阀（204)。
7. 如权利要求1至5之一所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述连接部件 (203)呈具有两端开口的板状结构，所述连接部件（203)的两端分别连接至所述主裂缝和 所述分支裂缝或者两个相邻的分支裂缝，所述连接部件（203)内部形成有缝隙，所述控制 阀（204)以紧密贴合的方式设置在所述连接部件的缝隙内。
8. 如权利要求7所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述控制阀（204)包括阀 芯（211)和可调节所述控制阀开启或关闭的手动拨片（212)，其中， 所述阀芯（211)设置在所述连接部件（203)的缝隙内，并且所述阀芯沿轴向设置有第 二窄缝（213)， 所述手动拨片（212)设置在所述连接部件（203)的顶部。
9. 如权利要求1至5之一所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述大尺寸多裂 缝模拟装置还包括混砂单元（10)，所述混砂单元（10)包括混砂罐（102)和设置在所述混砂 罐（102)底部的混砂三通（101)，其特征在于， 所述混砂三通（101)的第一通道（111)大致呈漏斗状，压裂液沿所述第一通道（111) 的入口段（121)在泵送装置（30)的作用下流向所述第一通道（111)的射流段（122)，并且 所述射流段（122)的口径明显小于所述入口段（121)的口径，从而使得所述压裂液在所述 泵送装置（30)的作用下在所述射流段内形成高速射流，进而将流经第二通道（112)的支撑 剂送至与裂缝单元（20)连接的第三通道（113)。
10. -种模拟支撑剂运移的方法，其特征在于，所述实验方法采用如权利要求1至5之 一所述的大尺寸多裂缝模拟装置，并且所述方法包括以下步骤： 实验准备，包括实验缝宽准备、压裂液配制及性能测试以及支撑剂准备； 实验方案确定，设计具有不同裂缝分布形态的多个实验方案； 根据所述实验方案，开启或关闭连接部件（203)的控制阀（204)，并且通过角度调节器 (205)设置主裂缝（201)和至少一条分支裂缝（202)之间的连接角度； 将携砂液放置在配液箱内，根据方案要求排量开启泵送装置（30)，并读取出口流量计 (501)流量，根据流量与砂量的线性关系，调整调节齿轮漏沙速率，精确控制砂比；和 观察砂堤的形成过程，记录砂堤形态，总结多裂缝下支撑剂沉降规律。
【专利摘要】本发明涉及一种支撑剂运移的大尺寸多裂缝模拟装置和方法，所述装置包括裂缝单元(20)，所述裂缝单元(20)包括主裂缝(201)和设置在所述主裂缝至少一侧的多级分支裂缝(202)，其特征在于，所述主裂缝(201)和至少一条所述分支裂缝(202)之间通过连接部件(203)连接，并且所述连接部件(203)设置有控制阀(204)，用以控制所述主裂缝(201)和至少一条所述分支裂缝之间的连通状态。所述方法是根据所述实验方案，开启或关闭连接部件(203)的控制阀(204)，并且通过角度调节器(205)设置主裂缝(201)和至少一条分支裂缝(202)之间的连接角度，研究不同裂缝形态下支撑剂沉降规律。
【IPC分类】G01M10-00, E21B49-00
【公开号】CN104564048
【申请号】CN201510028142
【发明人】杨兆中, 叶建平, 赵金洲, 李小刚, 张健, 徐永驰
【申请人】西南石油大学, 中联煤层气有限责任公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月20日