接热塑管12，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。
[0091]将所述声发射探头13套接在所述热塑管12的表面，通过第三数据线将所述声发射探头13与所述控制装置连接。将所述轴向应变仪14卡接在所述热塑管12的一侧，通过第四数据线将所述轴向应变仪14与所述控制装置7连接。将所述径向应变仪15套接在所述热塑管12的表面，通过第五数据线将所述径向应变仪15与所述控制装置7连接。
[0092]步骤3，通过所述控制装置7调整所述T型块17上下移动至合适位置，以将所述压裂试件精确固定在所述框架18中。
[0093]步骤4，利用所述控制装置7按照实验要求通过围压室5设定所述围压值到第一指定值，通过所述轴压室6设定所述轴压值到第二指定值。
[0094]这里，因不同的地下深度就会存在不同的第一指定值及第二指定值；比如，在地下1500米，所述轴压值应该在38MPa左右，所述围压值应该在38MPa左右，具体值需要实际测量获得。所述实验要求包括:不同的地层应力条件。
[0095]步骤5，按照流量控制模式向所述压裂试件3中注入混合有支撑剂的高压压裂液，当所述控制装置7监测到所述压裂液的压力值突然下降时，停止注入。
[0096]这里，所述流量控制模式为单位时间内向所述压裂试件3中注入的压裂液的体积，可以根据实验要求选择不同的流量控制模式。
[0097]步骤6，所述控制装置7获取并保存所述第二压头11接收到的所述压裂试件3的所述横波信号及所述纵波信号；获取所述声发射探头13监测到的所述压裂试件的压裂起缝及裂缝延伸的声发射数据；获取所述轴向应变仪14监测到的所述压裂试件3的轴向应变；获取所述径向应变仪15监测到的所述压裂试件3的径向应变。
[0098]分析所述压裂试件3在不同地层应力条件下的声波变化规律。
[0099]这里，根据获取的所述声发射数据分析所述压裂试件3的压密、裂开等。所述声波包括:纵波和横波。
[0100]步骤7，取出所述压裂试件3，观察所述压裂试件3的破裂方式及支撑剂在所述压裂试件3破裂面中的运移规律。
[0101]本发明提供的水裂加砂压力系统，能够模拟不同地层应力条件下水力加砂压裂实验，实时监测压裂过程中压裂试件的声波变化、裂纹开启与裂缝延伸的三维定位，并观察支撑剂在裂纹中的运移规律，为现场水力加砂压裂提供理论基础。
[0102]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种水力加砂压裂系统，其特征在于，所述系统包括: 压裂装置，所述压裂装置通过进水口与压裂试件的注水接口连接，用于将混有支撑剂的压裂液注入所述压裂试件中； 围压室，所述围压室设置在所述压裂试件的一侧，用于加载所述压裂试件的围压值； 轴压室，所述轴压室用于加载所述压裂试件的轴压值； 第一压头，所述第一压头的一端与压裂试件的一端连接，用于发射横波信号、纵波信号; 第二压头，所述第二压头的一端与所述压裂试件的另一端连接，用于接收所述横波信号及所述纵波信号； 热塑管，所述压裂试件外部套接有热塑管； 声发射探头，所述声发射探头套接在所述热塑管的表面，用于监测声发射信号，获取所述压裂试件的压裂起缝及裂缝延伸的声发射数据； 其中，通过控制装置预设所述轴压值及所述围压值，通过所述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。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一压头通过第一数据线与所述控制装置连接，用于发射所述横波信号及所述纵波信号； 所述第二压头通过第二数据线与所述控制装置连接，用于将接收到的所述横波信号及所述纵波信号发送至所述控制装置； 所述声发射探头通过第三数据线与所述控制装置连接，将所述压裂试件压裂起缝及裂缝延伸的声发射信号发送至所述控制装置。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 轴向应变仪，所述轴向应变仪卡接在所述热塑管的一侧，用于监测所述压裂试件的轴向应变； 径向应变仪，所述径向应变仪套接在所述热塑管的表面，用于监测所述压裂试件的径向应变。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述轴向应变仪通过第四数据线与所述控制装置连接，用于所述压裂试件的轴向应变发送至所述控制装置； 所述径向应变仪通过第五数据线与所述控制装置连接，用于所述压裂试件的径向应变发送至所述控制装置。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述声发射探头包括四个，呈“十”字型套接在所述热塑管的表面。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 球头，所述球头的一端与所述第一压头的另一端贴合； T型块，所述T型块的一端与所述球头的另一端贴合； 框架，所述T型块的另一端通过移动横杆与所述框架一端的两侧连接； 试验台，所述第二压头的另一端通过垫块与所述试验台的一侧连接； 第一薄片，所述第一薄片的一端与所述试验台另一侧的一端连接，所述第一薄片的另一端与所述框架另一端的一侧连接； 第二薄片，所述第二薄片一端与所述试验台另一侧的另一端连接，所述第二薄片的另一端与所述框架另一端的另一侧连接。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一薄片与所述第二薄片之间设置有轴压室。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述压裂装置包括: 压裂液室，所述压裂液室设置有混合有支撑剂的压裂液； 第一管道，所述第一管道的一端与所述压裂液室连接，所述第一管道的另一端与进水口连接； 第一增压泵，所述第一增压泵设置在所述第一管道上，用于通过第一管道、第一阀门将所述压裂液注入所述压裂试件中； 真空泵，所述真空泵通过第二管道与所述第一管道连接，用于所述压裂液注入所述压裂试件之前，通过三通阀门对所述第一管道进行抽真空； 第一溢流阀，所述第一溢流阀通过第三管道与所述第一管道连接，用于对所述压裂液溢流、稳压。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括:第一液压装置；其中，所述第一液压装置包括: 第一液压油室，所述第一液压油室设置有第一液压油； 第四管道，所述第四管道的一端与所述第一液压油室连接，所述第四管道的另一端与第一进油口连接； 第二增压泵，所述第二增压泵设置在所述第四管道上，通过所述第四管道、第二阀门将所述液压油注入所述围压室中； 第五管道，所述第五管道的一端与所述第一液压油室连接，所述第五管道的另一端通过第三阀门与出油口连接； 第二溢流阀，所述第二溢流阀通过第六管道与所述第四管道连接。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括:第二液压装置；其中，所述第二液压装置包括: 第二液压油室，所述第二液压油室设置有第二液压油； 第七管道，所述第七管道的一端与所述第二液压油室连接，所述第七管道的另一端与第二进油口连接； 第三增压泵，所述第三增压泵设置在所述第七管道上，通过所述第七管道、第四阀门将所述液压油注入所述轴压室中； 第三溢流阀，所述第三溢流阀通过第八管道与所述第七管道连接。
【专利摘要】本发明提供一种水力加砂压裂系统，包括：压裂装置通过进水口与压裂试件的注水接口连接，围压室设置在所述压裂试件的一侧；轴压室用于加载压裂试件的轴压值；第一压头的一端与压裂试件的一端连接，用于发射横波和纵波信号；第二压头的一端与所述压裂试件的另一端连接，用于接收横波和纵波信号；试件外部套接有热塑管；声发射探头套接在热塑管的表面，用于监测声发射信号，获取所述压裂试件的压裂起缝及裂缝延伸的声发射数据；其中，通过控制装置预设所述轴压值及所述围压值，将所述压裂液注入所述压裂试件中，当监测到压裂装置的水压突降时，根据获取的声发射数据、横波、纵波信号分析压裂起缝及裂缝延伸的规律及支撑剂在试件压裂面中的运移规律。
【IPC分类】G01N33-00
【公开号】CN104535727
【申请号】CN201510008771
【发明人】徐峰, 杨春和, 郭印同, 李浩然, 魏元龙, 王磊, 侯振坤, 衡帅, 李芷
【申请人】中国科学院武汉岩土力学研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月8日