一种水力加砂压裂系统的制作方法_2

文档序号:8222344阅读:来源:国知局
通过控制装置将所述压裂液注入所述压裂试件中,当所述控制装置监测到所述压裂装置的水压突降时,根据获取所述压裂试件的所述声发射数据、所述横波信号、所述纵波信号分析所述压裂起缝及裂缝延伸的规律及所述支撑剂在所述压裂试件压裂面中的运移规律。
[0052]下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
[0053]本实施例提供一种水力加砂压裂系统,如图1所示,所述水力加砂压裂系统包括:压裂装置1、进水口 2、压裂试件3、注水接口 4、围压室5、轴压室6、控制装置7、第一液压装置8、第二液压装置9 ;其中,
[0054]所述压裂装置I通过进水口 2与压裂试件3的注水接口连接,用于将混有支撑剂的压裂液注入所述压裂试件3中,进行压裂实验。
[0055]具体地,所述压裂装置I包括:压裂液室101、第一管道102,第一增压泵103、第一阀门104、真空泵105、第二管道106、三通阀门107、第一溢流阀108、第三管道109 ;其中,
[0056]所述压裂液室101设置有混合有支撑剂的压裂液;所述第一管道102的一端与所述压裂液室101连接,所述第一管道102的另一端与进水口 2连接;
[0057]所述第一增压泵103设置在所述第一管道102上,所述第一增压泵103通过第一管道102、第一阀门104将所述压裂液注入所述压裂试件3中;
[0058]所述真空泵105通过第二管道106与所述第一管道102连接,用于所述压裂液注入所述压裂试件3之前,通过三通阀门107对所述第一管道102进行抽真空,排除空气压缩对压裂实验的影响。
[0059]所述第一溢流阀108通过第三管道109与所述第一管道102连接,用于在向压裂试件3注入压裂液时,对所述压裂液溢流、稳压。
[0060]所述围压室5设置在所述压裂试件3的一侧,用于加载所述压裂试件3的围压值;具体地,所述控制装置7可以根据实际实验要求通过围压室5设定所述围压值,所述围压值为第一液压装置8中的液压油的油压值。
[0061]所述第一液压装置8包括:第一液压油室80、第四管道81、第一进油口 82、第二增压泵83、第二阀门84、第五管道85、第三阀门86、出油口 87、第二溢流阀88、第六管道89 ;其中,
[0062]所述第一液压油室80中设置有第一液压油,在实验过程中,所述第一液压油的油压即为所述围压值,所述控制装置7可以实时监测所述围压值;
[0063]所述第四管道81的一端与所述第一液压油室80连接,所述第四管道81的另一端与第一进油口 82连接;
[0064]所述第二增压泵83设置在所述第四管道81上,与所述控制装置7连接,通过所述第四管道81、第二阀门84将所述第一液压油注入所述围压室5中;这里,因所述围压室5在没有注入第一液压油之前,充满空气;为了防止空气在所述围压室5中压缩对压裂实验产生影响,需要通过所述出油口 87将空气完全排出后,关闭所述出油口 87。
[0065]所述第五管道85的一端与所述第一液压油室连接,所述第五管道85的另一端通过第三阀门86与出油口 87连接,将所述第一液压油排出所述围压室5 ;
[0066]所述第二溢流阀88通过第六管道89与所述第四管道81连接,用于在向围压室注入第一液压油时,对所述第一液压油溢流、稳压。
[0067]这里,所述轴压室6用于加载所述压裂试件3的轴压值;具体地,所述控制装置7可以根据实际实验要求通过第二增压泵83加载所述轴压值,所述轴压值为第二液压装置中第二液压油的压力反射值。
[0068]所述第二液压装置9包括:第二液压油室91、第七管道92、第二进油口 93、第三增压泵94、第四阀门95、第三溢流阀96、第八管道97 ;其中,
[0069]所述第二液压油室91中设置有第二液压油,在实验过程中,所述第二液压油的油压的反射值即为所述轴压值,所述控制装置7可以实时监测所述轴压值。
[0070]所述第七管道92的一端与所述第二液压油室91连接,所述第七管道92的另一端与第二进油口 93连接;
[0071]所述第三增压泵94设置在所述第七管道92上,通过所述第七管道92、第四阀门95将所述第二液压油注入所述轴压室6中;
[0072]所述第三溢流阀96通过第八管道97与所述第七管道92连接,用于在向轴压室6注入第二液压油时,对所述第二液压油溢流、稳压。
[0073]这里,所述系统还包括:第一压头10、第二压头11、热塑管12、声发射探头13 ;其中,
[0074]所述第一压头10的一端与压裂试件3的一端连接,用于发射横波信号及纵波信号。其中,所述第一压头10通过第一数据线与所述控制装置7连接。
[0075]所述第二压头11的一端与所述压裂试件3的另一端连接,用于接收所述横波信号及所述纵波信号。其中,所述第二压头11通过第二数据线与所述控制装置7连接,通过所述第二数据线将所述压裂试件3的所述横波信号及所述纵波信号发送至所述控制装置7。
[0076]所述压裂试件3的外部套接有热塑管12,可以通过热吹风吹所述热塑管12,保证所述热塑管12与所述压裂试件3紧密连接。
[0077]所述声发射探头13套接在所述热塑管12的表面,用于监测所述压裂试件3的压裂起缝及裂缝延伸的位移数据;其中,所述声发射探头13包括四个,呈“十”字型套接在所述热塑管12的表面。所述声发射探头13通过第三数据线与所述控制装置7连接,将所述压裂试件3压裂起缝及裂缝延伸的声发射信号发送至所述控制装置7。
[0078]这里,所述系统还包括:轴向应变仪14及径向应变仪15 ;其中,
[0079]所述轴向应变仪14卡接在所述热塑管12的一侧,用于监测所述压裂试件3的轴向应变;所述述轴向应变仪14通过第四数据线与所述控制装置7连接,用于所述压裂试件3的轴向应变发送至所述控制装置7。
[0080]所述径向应变仪15套接在所述热塑管12的表面,用于监测所述压裂试件3的径向应变;所述径向应变仪15通过第五数据线与所述控制装置7连接,用于通过第五数据线将所述压裂试件3的径向应变发送至所述控制装置7。
[0081]所述系统还包括:球头16、T型块17、框架18、移动横杆19、垫块20、试验台21、第一薄片22、第二薄片23;其中,
[0082]所述球头16的一端与所述第一压头10的另一端贴合,用于使所述第一压头10与所述压裂试件3的一端充分接触,防止应力集中;
[0083]所述T型块17的一端与所述球头16的另一端贴合;所述T型块17的另一端通过移动横杆19与所述框架18 —端的两侧连接;这里,所述T型块17通过第六数据线与所述控制装置7连接,所述控制装置7控制所述T型块17通过移动横杆19沿所述框架18 —端的两侧上下移动,以将所述压裂试件3固定到合适的位置,进行压裂实验。
[0084]这里,所述第二压头11的另一端通过垫块20与所述试验台21的一侧连接;
[0085]所述第一薄片22的一端与所述试验台21另一侧的一端连接,所述第一薄片22的另一端与所述框架18另一端的一侧连接;
[0086]所述第二薄片23 —端与所述试验台21另一侧的另一端连接,所述第二薄片23的另一端与所述框架18另一端的另一侧连接。其中,所述第一薄片22与所述第二薄片23之间设置有轴压室6。所述第一薄片22及所述第二薄片23的材质可以为塑料,并具有一定的收缩性,用于保护所述轴压室6避免被尘埃污染。
[0087]实际应用时,可以利用本发明提供的水力加砂压裂系统通过以下步骤进行实验:
[0088]步骤1,将现场取回的页岩、致密砂岩等岩石制作成压裂试件3,其中,如图2所示,所述压裂试件3为圆柱体形;所述圆柱体形的底面直径为100mm,所述圆柱体形的高度为200mmo
[0089]步骤2,将所述压裂试件3的中心设置一个圆柱形的中心孔,用于装载金属空心管24,所述空心管24的材料可以包括:不锈钢管、铁管及铜管等。所述中心孔的高度为113.5mm,所述中心孔的底面直径为12mm。所述空心管24的高度为95mm,所述空心管24的底面直径为6mm。这里,可以向所述空心管24周围注入环氧树脂25,使所述空心管24与压裂试件3黏贴牢固,达到密封效果。
[0090]步骤3,将制作好的压裂试件3的一端与所述第一压头10连接,所述空心管24的一端与所述第一压头10采用“O”型圈密封,将压裂试件3的外部套
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