一种堵漏性能评价用可变裂缝调节装置及其测试系统的制作方法

本发明属于石油勘探开发，具体涉及一种堵漏性能评价用可变裂缝调节装置及其测试系统。

背景技术：

1、海洋油气资源开发是当前世界海洋经济发展的热点和重点，海洋油气资源不仅蕴藏量大，而且现代科学技术已经具有了对其开发的巨大能力，海洋油气行业已经发展成为海洋经济中新兴的、具有很高产值的主导产业。

2、目前，裂缝性漏失及其引起的复杂情况严重制约着深层油漆气的开发，然而，现有技术中用于裂缝性漏失地层研究的漏失效果模型较少，其模拟裂缝样式单一、尺寸单一，难以满足各种不同缝宽、不同夹角的裂缝漏失模拟实验的需求，有待改进。

技术实现思路

1、为了解决上述全部或部分问题，本发明的目的在于提供一种堵漏性能评价用可变裂缝调节装置及其测试系统，可以实现裂缝宽度、角度的调节，以模拟不同形式的裂缝结构。

2、第一方面，本发明提供了一种堵漏性能评价用可变裂缝调节装置，包括：

3、耐压筒体，顶端连接有上堵头、底端连接有下堵头；

4、加载活塞，竖直滑动设置于所述耐压筒体内；

5、模拟筒体，一端与所述耐压筒体连接、另一端连接有导流堵头；

6、裂缝模拟板，数量为两个、且分别活动设置于所述模拟筒体内，两个所述裂缝模拟板之间存在缝隙，以模拟裂缝；

7、其中，所述模拟筒体上设置有调节机构，所述调节机构用于调节两个所述裂缝模拟板之间的间距，以实现裂缝宽度的调节，所述模拟筒体与所述耐压筒体转动连接，以实现裂缝角度的调节。

8、可选地，所述调节机构包括：

9、调节杆，数量为两组，每组所述调节杆分别穿入所述模拟筒体，并分别与相应的所述裂缝模拟板连接；

10、驱动件，用于控制两组所述调节杆相互靠近或远离。

11、可选地，每组所述调节杆分别包括承压导杆和一对角度控制杆，所述模拟筒体上对称开设有一对承接孔以及两对控制孔，两个所述承压导杆分别滑动穿设于相应的所述承接孔中，并分别与相应的所述裂缝模拟板连接，两对所述角度控制杆分别滑动穿设于相应的所述控制孔中，并分别与相应的所述裂缝模拟板连接；

12、所述承压导杆与连接于所述裂缝模拟板的中点位置，每对所述角度控制杆分别对称分布于相应的所述承压导杆的两侧，每个所述角度控制杆分别通过联动板与相应的所述承压导杆连接，且所述驱动件用于控制两个所述承压导杆相互靠近或远离。

13、可选地，所述驱动件包括安装架和伺服伸缩件，所述安装架用于和外部件固定的，所述伺服伸缩件固定于所述安装架上，且两个所述承压导杆相互远离的一端分别与相应的所述伺服伸缩件的伸缩端同轴固定连接。

14、可选地，所述承压导杆以及所述角度控制杆分别与相应的所述裂缝模拟板通过销轴形成转动连接，所述裂缝模拟板上的所有销轴处于同一水平面，所述角度控制杆远离所述裂缝模拟板的一端穿过相应的所述联动板，并通过一对调节螺母与相应的所述联动板连接，且一对所述调节螺母分布于所述联动板的两侧，通过调整一对所述调节螺母的位置，实现所述裂缝模拟板倾斜角度的调节，从而实现裂缝形状的调节。

15、可选地，所述承接孔以及所述控制孔内分别设置有扶正套，所述承压导杆以及所述角度控制杆分别滑动插设于相应的所述扶正套中，多个所述扶正套靠近所述裂缝模拟板的一侧设置分别设置有密封圈和密封挡圈、且另一侧分别通过紧固压盖压紧固定在所述模拟筒体上。

16、可选地，所述模拟筒体靠近所述耐压筒体的一端设置有密封环，以提高所述模拟筒体与所述耐压筒体之间的密封效果。

17、可选地，所述模拟筒体与所述耐压筒体通过对开式卡箍连接，以实现所述模拟筒体转动后的锁紧固定，且所述对开式卡箍上设有止动螺栓，以防止模拟筒体松脱旋转。

18、可选地，所述下堵头上连接有磁力搅拌器，以实现对所述耐压筒体内浆液的搅拌，所述下堵头的底端连接有柔性联轴器和驱动电机，所述柔性联轴器的一端与所述磁力搅拌器连接、另一端与所述驱动电机的输出轴连接。

19、第二方面，本发明提供了一种堵漏性能评价用测试系统，包括调节装置，还包括：

20、注压管，与所述上堵头连接，且所述注压管上连接有注入阀和注入压力传感器；

21、储液罐，用于储存液体介质；

22、恒速注入泵，排液端与所述注压管连接、吸液端连接有吸入管，且所述吸入管延伸至所述储液罐内；

23、排液管，一端与所述导流堵头连接、另一端连接有缓冲压力容器，且所述排液管上连接有漏失排出阀和漏失压力传感器；

24、收集管，连接于所述缓冲压力容器的底端；

25、计量称，设置于所述收集管的下方，且所述计量称上设置有集液杯，以使所述收集管排出的液体能够进入到所述集液杯内，从而实现排出液体的收取和称重。

26、可选地，所述测试系统还包括：

27、回压阀，连接于所述收集管上；

28、回压管，一端与所述回压阀连接、另一端连接有回压容器，且所述回压管上连接有回压压力传感器；

29、回压泵，与所述回压容器通过回压支管连接，且所述回压支管上连接有回压控制阀。

30、可选地，所述注压管上连接有安全管，所述安全管延伸至所述储液罐内，且所述安全管上连接有安全阀。

31、可选地，所述注压管上连接有反洗管，所述反洗管与所述导流堵头连接，且所述反洗管上连接有反洗控制阀，所述耐压筒体的排液端连接有排放管，且所述排放管上连接有排放控制阀。

32、可选地，所述耐压筒体上设置有第一温度传感器，所述耐压筒体的内侧设置有第二温度传感器，所述裂缝模拟板上设置有三个裂缝压力传感器，且三个所述裂缝压力传感器沿水平方向排布。

33、可选地，所述测试系统还包括控制监测模块，且所述测试系统中的所有电气执行部件和传感器部件分别与所述控制监测模块连接，以使所述控制监测模块能够控制整个测试系统的运行，并实时监测与收集测试过程中的数据。

34、由上述技术方案可知，本发明提供的堵漏性能评价用可变裂缝调节装置及其测试系统，具有以下优点：

35、该装置可以实现裂缝宽度、角度的调节，由于构成裂缝的两块裂缝模拟板均为可调节结构，在调节机构的驱动下即可同时调节两块裂缝模拟板的位置，也可任意固定其中一块裂缝模拟板，并单独调节另一块裂缝模拟板的位置，实现裂缝宽度的连续自由调节以及裂缝相对位置的自由偏置。同时，裂缝模拟板的夹角能够进行调节，模拟平行缝、楔形缝、锥形缝等不同形式的裂缝结构。不仅如此，模拟筒体能够转动，可模拟竖式裂缝、水平裂缝、45°倾斜裂缝等多角度裂缝形式。因此，该装置能够模拟不同形式的裂缝结构，从而满足裂缝漏失模拟实验的需求。

36、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

技术特征：

1.一种堵漏性能评价用可变裂缝调节装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述调节机构(10)包括：

3.根据权利要求2所述的调节装置，其特征在于，每组所述调节杆(101)分别包括承压导杆(103)和一对角度控制杆(104)，所述模拟筒体(2)上对称开设有一对承接孔(11)以及两对控制孔(12)，两个所述承压导杆(103)分别滑动穿设于相应的所述承接孔(11)中，并分别与相应的所述裂缝模拟板(9)连接，两对所述角度控制杆(104)分别滑动穿设于相应的所述控制孔(12)中，并分别与相应的所述裂缝模拟板(9)连接；

4.根据权利要求3所述的调节装置，其特征在于，所述驱动件(102)包括安装架(106)和伺服伸缩件(107)，所述安装架(106)用于和外部件固定的，所述伺服伸缩件(107)固定于所述安装架(106)上，且两个所述承压导杆(103)相互远离的一端分别与相应的所述伺服伸缩件(107)的伸缩端同轴固定连接。

5.根据权利要求3所述的调节装置，其特征在于，所述承压导杆(103)以及所述角度控制杆(104)分别与相应的所述裂缝模拟板(9)通过销轴(14)形成转动连接，所述裂缝模拟板(9)上的所有销轴(14)处于同一水平面，所述角度控制杆(104)远离所述裂缝模拟板(9)的一端穿过相应的所述联动板(105)，并通过一对调节螺母(15)与相应的所述联动板(105)连接，且一对所述调节螺母(15)分布于所述联动板(105)的两侧，通过调整一对所述调节螺母(15)的位置，实现所述裂缝模拟板(9)倾斜角度的调节，从而实现裂缝形状的调节。

6.根据权利要求3所述的调节装置，其特征在于，所述承接孔(11)以及所述控制孔(12)内分别设置有扶正套(13)，所述承压导杆(103)以及所述角度控制杆(104)分别滑动插设于相应的所述扶正套(13)中，多个所述扶正套(13)靠近所述裂缝模拟板(9)的一侧设置分别设置有密封圈(16)和密封挡圈(17)、且另一侧分别通过紧固压盖(18)压紧固定在所述模拟筒体(2)上。

7.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述模拟筒体(2)靠近所述耐压筒体(1)的一端设置有密封环(19)，以提高所述模拟筒体(2)与所述耐压筒体(1)之间的密封效果。

8.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述模拟筒体(2)与所述耐压筒体(1)通过对开式卡箍(20)连接，以实现所述模拟筒体(2)转动后的锁紧固定，且所述对开式卡箍(20)上设有止动螺栓(21)，以防止模拟筒体(2)松脱旋转。

9.根据权利要求1所述的调节装置，其特征在于，所述下堵头(4)上连接有磁力搅拌器(22)，以实现对所述耐压筒体(1)内浆液的搅拌，所述下堵头(4)的底端连接有柔性联轴器(23)和驱动电机(24)，所述柔性联轴器(23)的一端与所述磁力搅拌器(22)连接、另一端与所述驱动电机(24)的输出轴连接。

10.一种堵漏性能评价用测试系统，包括根据权利要求1-9任一项所述的调节装置，其特征在于，还包括：

11.根据权利要求10所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括：

12.根据权利要求10所述的测试系统，其特征在于，所述注压管(25)上连接有安全管(45)，所述安全管(45)延伸至所述储液罐(26)内，且所述安全管(45)上连接有安全阀(46)。

13.根据权利要求10所述的测试系统，其特征在于，所述注压管(25)上连接有反洗管(47)，所述反洗管(47)与所述导流堵头(7)连接，且所述反洗管(47)上连接有反洗控制阀(48)，所述耐压筒体(1)的排液端连接有排放管(49)，且所述排放管(49)上连接有排放控制阀(50)。

14.根据权利要求10所述的测试系统，其特征在于，所述耐压筒体(1)上设置有第一温度传感器(51)，所述耐压筒体(1)的内侧设置有第二温度传感器(52)，所述裂缝模拟板(9)上设置有三个裂缝压力传感器(53)，且三个所述裂缝压力传感器(53)沿水平方向排布。

15.根据权利要求11-14任一项所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括控制监测模块(54)，且所述测试系统中的所有电气执行部件和传感器部件分别与所述控制监测模块(54)连接，以使所述控制监测模块(54)能够控制整个测试系统的运行，并实时监测与收集测试过程中的数据。

技术总结
本发明公开了一种堵漏性能评价用可变裂缝调节装置及其测试系统，解决了裂缝缝宽、夹角难以调节的技术问题。该装置包括耐压筒体，顶端连接有上堵头、底端连接有下堵头；加载活塞，竖直滑动设置于耐压筒体内；模拟筒体，一端与耐压筒体连接、另一端连接有导流堵头；裂缝模拟板，数量为两个、且分别活动设置于模拟筒体内，两个裂缝模拟板之间存在缝隙，以模拟裂缝；模拟筒体上设置有调节机构，调节机构用于调节两个裂缝模拟板之间的间距，以实现裂缝宽度的调节，模拟筒体与耐压筒体转动连接，以实现裂缝角度的调节。本发明可以实现裂缝宽度、角度的调节，以模拟不同形式的裂缝结构，从而满足裂缝漏失模拟实验的需求。

技术研发人员：朱海峰,陈家旭,项明,张伟,张钦岳,杨洁,林志强,罗曼
受保护的技术使用者：中国海洋石油集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22