一种模拟支撑剂铺置和渗透率演化的实验装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113389535A(43)申请公布日2021.09.14(21)申请号202110852778.5(22)申请日2021.07.27(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人朱万成刘书源张秀凤魏晨慧(74)专利代理机构北京睿阳联合知识产权代理有限公司11758代理人王朋飞杨生平(51)Int.Cl.E21B43/267(2006.01)E21B49/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种模拟支撑剂铺置和渗透率演化的实验装置及方法(57)摘要本发明属于定向压裂模拟技术领域，公开了一种模拟支撑剂铺置和渗透率演化的实验装置及方法；实验装置包括：泵注系统，其包括压裂液储罐、氦气瓶、电动液压泵和耐高压中间容器；搅拌系统，其包括搅拌罐和驱动件；原位环境模拟系统，其包括岩芯夹持器、液压泵、伺服泵和恒温水浴槽；伺服泵用于向岩芯夹持器中注入液压；液压泵用于向岩芯夹持器中注入液压；数据采集系统，其包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第四压力传感器，第一压力传感器用于测量轴压，第二压力传感器用于测量围压，第三压力传感器用于测量岩芯夹持器入口端的气体压力，第四压力传感器用于测量岩芯夹持器的径向出口端的气体压力。CN113389535ACN113389535A权利要求书1/2页1.一种模拟支撑剂铺置和渗透率演化的实验装置，其特征在于，包括：泵注系统，其包括压裂液储罐(1)、氦气瓶(2)、电动液压泵(3)和耐高压中间容器(4)，所述氦气瓶(2)与所述电动液压泵(3)连接，所述电动液压泵(3)与所述耐高压中间容器(4)相连通，所述电动液压泵(3)能够将所述压裂液储罐(1)内的压裂液输送至所述耐高压中间容器(4)内；搅拌系统，其包括搅拌罐(9)和驱动件(15)，所述搅拌罐(9)包括搅拌罐主体(12)和活塞(11)，所述电动液压泵(3)与所述搅拌罐主体(12)相连通，所述电动液压泵(3)能够驱动所述活塞(11)在所述搅拌罐主体(12)内移动，所述活塞(11)上设置有搅拌叶片(14)，所述驱动件(15)与所述搅拌叶片(14)传动连接，能够驱动所述搅拌叶片(14)转动；原位环境模拟系统，其包括岩芯夹持器(5)、液压泵(17)、伺服泵(18)和恒温水浴槽(19)，所述耐高压中间容器(4)和所述岩芯夹持器(5)均设置在所述恒温水浴槽(19)内，所述耐高压中间容器(4)和所述搅拌罐(9)均匀所述岩芯夹持器(5)连通；所述伺服泵(18)用于向所述岩芯夹持器(5)中注入液压，以使所述岩芯夹持器(5)内的岩样(7)处于实验要求的轴压环境中；所述液压泵(17)用于向所述岩芯夹持器(5)中注入液压，以使所述岩芯夹持器(5)内的岩样(7)处于实验要求的围压环境中；数据采集系统，其包括第一压力传感器(24)、第二压力传感器(25)、第三压力传感器(26)和第四压力传感器(27)，所述第一压力传感器(24)用于测量轴压，所述第二压力传感器(25)用于测量围压，所述第三压力传感器(26)用于测量所述岩芯夹持器(5)入口端的气体压力，所述第四压力传感器(27)用于测量所述岩芯夹持器(5)的径向出口端的气体压力。2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述电动液压泵(3)与所述耐高压中间容器(4)通过第一连接管路连通，所述第一连接管路上设置有第一截止阀(6)。3.根据权利要求2所述的实验装置，其特征在于，所述搅拌罐主体(12)上设置有第一接口和第二接口，所述第一接口和所述第二接口分别位于所述活塞(11)的两侧，所述第一接口连接有第一子管，所述第一子管上设置有第二截止阀(10)，所述第二接口上连接有第二子管，所述第二子管上设置有第三截止阀(8)，所述电动液压泵(3)通过第二连接管路连接于所述第一子管和第二子管。4.根据权利要求3所述的实验装置，其特征在于，所述搅拌罐主体(12)通过第三连接管路与所述岩芯夹持器(5)连接，所述第三连接管路上设置有第四截止阀(16)。5.根据权利要求4所述的实验装置，其特征在于，所述耐高压中间容器(4)与所述第三连接管路通过第三子管连接，所述第三子管位于所述第四截止阀(16)的下游，所述第三子管上设置有第五截止阀(29)。6.根据权利要求5所述的实验装置，其特征在于，所述伺服泵(18)与所述岩芯夹持器(5)通过第一液压注入管路连接，所述第一压力传感器(24)设置在所述第一液压注入管路上；所述液压泵(17)与所述岩芯夹持器(5)通过第二液压注入管路连接，所述第二压力传感器(25)设置在所述第二液压注入管路上；第三压力传感器(26)安装在岩芯夹持器(5)入口端，第四压力传感器(27)安装