502:密封拨片
[0042]60 :动力泵 70 :液体流量计 80 :两相流量计
[0043] 90 :接头
【具体实施方式】
[0044] 下面结合附图进行详细说明。
[0045] 图1、图2是本实用新型的结构示意图。图1、图2示出了本实用新型压裂裂缝内 支撑剂沉降及运移的模拟装置的一种优选实施方式。图1、图2所示模拟装置包括用于储存 及混合支撑剂和压裂液的混砂模块。与混砂模块中的混砂单元130连通的可视化分支裂缝 模块。其中，可视化分支裂缝模块包括主裂缝210和至少一条通过一过渡段202可开关地 平行设置于主裂缝210侧面的分支裂缝220,用以模拟具有分支裂缝的压裂裂缝。
[0046] 本实用新型的模拟装置还可以包括与可视化分支裂缝模块连通的过滤单元30。过 滤单元30与混砂模块中的压裂液供给单元120为相互连通的一体结构，如图8所示。在过 滤单元30中设置有过滤网301。由支撑剂和压裂液混合形成的携砂液经可视化分支裂缝模 块中的主裂缝210和分支裂缝220的尾端排出，通过管道40进入过滤单元30。进入过滤单 元30中浑浊的携砂液经过过滤单元30中的过滤网301，将携砂液中的支撑剂滤除。过滤后 的压裂液进入压裂液供给单元120中继续使用。使得混砂模块、可视化分支裂缝模块和过 滤单元30通过管道40构成循环回路。
[0047] 混砂模块还包括支撑剂供给单元110和压裂液供给单元120。支撑剂供给单元110 与混砂单元130连通。压裂液供给单元120通过动力泵60连通至混砂单元130。并且在动 力泵60与混砂单元130之间设置有液体流量计70。在混砂单元130与可视化分支裂缝模 块中的主裂缝210之间设置有两相流量计80。
[0048] 可视化分支裂缝模块与过滤单元30设置有接头90。可视化分支裂缝模块中的主 裂缝210和分支裂缝220分别与接头90连通。由支撑剂和压裂液混合形成的携砂液经可 视化分支裂缝模块中的主裂缝210和分支裂缝220的尾端排出，分别通过管道进入接头90 并在接头90中汇合，再通过管道进入过滤单元30。
[0049] 动力泵60优选为QBY-50型气动隔膜泵。QBY-50型气动隔膜泵对于带颗粒的液体 以及高黏度的液体均能予以抽吸，且可实现泵入排量的可调。
[0050] QBY-50型气动隔膜泵的性能参数如表1所示。
[0051]表1
【主权项】
1. 一种压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置，其特征在于，所述模拟装置包括用 于储存及混合支撑剂和压裂液的混砂模块；及与所述混砂模块中的混砂单元（130)连通的 可视化分支裂缝模块； 其中，所述可视化分支裂缝模块包括主裂缝（210)和至少一条通过一过渡段（202)可 开关地平行设置于所述主裂缝（210)侧面的分支裂缝（220)，用以模拟具有分支裂缝的压 裂裂缝。
2. 如权利要求1所述的压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置，其特征在于，所 述混砂模块还包括与所述混砂单元（130)中的支撑剂通道（132)连通的支撑剂供给单元 (110);和 与所述混砂单元（130)中的压裂液通道（131)通过动力泵(60)连通的压裂液供给单 元（120)，并且在所述动力泵（60)与所述压裂液通道（131)之间设置有液体流量计（70)。
3. 如权利要求2所述的压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置，其特征在于，所述 混砂单元（130)还包括携砂液通道（133)，所述压裂液通道（131)与所述支撑剂通道（132) 连通，所述携砂液通道（133)通过两相流量计（80)连通至所述可视化分支裂缝模块中的主 裂缝（210)， 并且所述压裂液通道（131)与所述支撑剂通道（132)之间的夹角为30~60度。
4. 如权利要求3所述的压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置，其特征在于，所述 压裂液通道（131)的直径与所述携砂液通道（133)的直径比为10 :3,并且所述压裂液通道 (131)的直径沿压裂液流动的方向逐渐减小至所述携砂液通道（133)的直径。
5. 如权利要求2所述的压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置，其特征在于，所述 模拟装置还包括与所述可视化分支裂缝模块连通的过滤单元（30)，所述过滤单元（30)与 所述混砂模块中的压裂液供给单元（120)为相互连通的一体结构，使得所述混砂模块、所 述可视化分支裂缝模块和所述过滤单元（30)通过管道（40)构成循环回路。
6. 如权利要求5所述的压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置，其特征在于，在所 述可视化分支裂缝模块与所述过滤单元（30)之间设置有接头（90)，所述可视化分支裂缝 模块中的主裂缝（210)和分支裂缝（220)分别与所述接头（90)连通。
7. 如权利要求2所述的压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置，其特征在于，所述 支撑剂供给单元（110)包括储砂槽（111)和加砂筒（112)，所述储砂槽（111)通过传送轮 (113)连通至所述加砂筒（112);所述加砂筒（112)的出料端（114)与所述混砂单元中的支 撑剂通道（132)连通； 并且在所述储砂槽的下端设置有刮条（115)，在所述加砂筒（112)上设置有透明可视 化窗口（116)。
8. 如权利要求3所述的压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置，其特征在于，所述 动力泵（60)为QBY-50型气动隔膜泵；所述液体流量计（70)和所述两相流量计（80)为电 磁流量计。
9. 如权利要求1至8之一所述的压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置，其特征在 于，所述主裂缝（210)与所述过渡段（202)的连接处设置有开关阀（50)，用于对所述分支裂 缝进行关闭和开启。
10. 如权利要求1至8之一所述的压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置，其特征在 于，所述主裂缝（210)的流动长度为3009mm，所述分支裂缝（220)的流动长度为1874mm，所 述主裂缝（210)与所述分支裂缝（220)的高度为300mm;并且所述主裂缝（210)与所述分 支裂缝（220)的裂缝宽度可调，其调整范围为2~4_。
【专利摘要】本实用新型涉及一种压裂裂缝内支撑剂沉降及运移的模拟装置，其特征在于，所述模拟装置包括用于储存及混合支撑剂和压裂液的混砂模块；及与所述混砂模块中的混砂单元(130)连通的可视化分支裂缝模块；其中，所述可视化分支裂缝模块包括主裂缝(210)和至少一条通过一过渡段(202)可开关地平行设置于所述主裂缝(210)侧面的分支裂缝(220)，用以模拟具有分支裂缝的压裂裂缝。本实用新型将可视化分支裂缝模块设置成具有分支裂缝的压裂裂缝，可以更真实地反映支撑剂在地层中的沉降和铺置规律。
【IPC分类】E21B43-267
【公开号】CN204419150
【申请号】CN201520038763
【发明人】李小刚, 徐永驰, 张健, 杨兆中, 左涵坤, 陈月, 李文鑫, 范立晶
【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6月24日
【申请日】2015年1月20日