压裂液悬砂能力评价装置及评价方法.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CN106896216A(43)申请公布日2017.06.27(21)申请号201510957767.8(22)申请日2015.12.18(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院(72)发明人刘建坤蒋廷学吴春方王宝峰刘红磊卞晓冰(74)专利代理机构北京聿宏知识产权代理有限公司11372代理人张少辉何娇(51)Int.Cl.G01N33/26(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称压裂液悬砂能力评价装置及评价方法(57)摘要本发明提供一种压裂液悬砂能力评价装置及评价方法，装置包括可视化悬砂测定容器；支撑剂质量测量系统包含支撑剂托盘、重量传感器、升降器、计时控制器，支撑剂托盘位于悬砂测定容器内筒的内部且与重量传感器和升降器连接，计时控制器用于计量支撑剂沉降过程的时间；数据采集处理系统用于采集所述支撑剂质量测量系统中得到的信号且通过软件转换输出实时数据曲线。本发明能在不同温度的条件下开展不同粒径支撑剂在不同砂液比的携砂液中的悬砂及沉降机理实验研究，能定量、准确、实时给出支撑剂沉降量与沉降时间的相关关系，进而得出支撑剂在携砂液中的沉降及悬砂变化规律，为压裂液及支撑剂的优选评价、压裂方案的优化提供实验数据支持。CN106896216ACN106896216A权利要求书1/2页1.一种压裂液携砂能力评价装置，其特征在于，包括：可视化悬砂测定容器，包括：悬砂测定容器内筒和外筒；支撑剂质量测量系统，包括：支撑剂托盘、重量传感器、升降器、计时控制器以及刚性连接单元，所述支撑剂托盘位于所述悬砂测定容器内筒的内部，并且所述支撑剂托盘通过刚性连接元件与位于所述悬砂测定容器内筒上方的所述重量传感器和所述升降器连接，所述计时控制器与所述重量传感器、升降器连接并用于计量支撑剂沉降过程的时间；数据采集处理系统，分别与重量传感器、升降器和计时控制器连接并用于采集所述支撑剂质量测量系统中得到的信号且通过软件转换输出实时数据曲线。2.根据权利要求1所述的压裂液携砂能力评价装置，其特征在于，还包括用于对所述可视化悬砂测定容器实现温控的温度控制系统。3.根据权利要求2所述的压裂液携砂能力评价装置，其特征在于，所述温度控制系统包括恒温水浴装置和循环管路，所述可视化悬砂测定容器还包括悬砂测定容器外筒以及位于所述悬砂测定容器内筒和所述悬砂测定容器外筒之间的环形空间，所述悬砂测定容器外筒的下端设有循环液体入口且上端设有循环液体出口，循环液体入口和循环液体出口通过循环管路而与温度控制系统的恒温水浴装置连接，用于向环形空间内注入恒温的循环液体。4.根据权利要求1所述的压裂液携砂能力评价装置，其特征在于，所述支撑剂托盘的外径小于悬砂测定容器内筒的内径，并且支撑剂托盘与悬砂测定容器内筒之间的间隙不足以使携砂液中的支撑剂通过。5.根据权利要求1所述的压裂液携砂能力评价装置，其特征在于，所述悬砂测定容器内筒和所述悬砂测定容器外筒均采用耐高温、耐压、耐腐蚀的透明可视材料制成。6.根据权利要求1所述的压裂液携砂能力评价装置，其特征在于，所述支撑剂托盘可采用耐腐蚀材料制成。7.一种采用根据权利要求1至6中任一项所述的压裂液携砂能力评价装置进行的评价方法，其特征在于，所述评价方法包括以下步骤：(1)配制好压裂液，然后根据需要加入一定质量的目标支撑剂，充分搅拌，配制成一定砂比的待测携砂液；(2)开启升降器，把支撑剂托盘降低到可视化悬砂测定容器的悬砂测定容器内筒的最低处；(3)把配制好的待测携砂液加入可视化悬砂测定容器直至悬砂测定容器内筒上标注的携砂液液位处，当携砂液加入结束后，迅速通过升降器把支撑剂托盘升起到悬砂测定容器内筒上标注的支撑剂托盘标定位置后，对重量传感器显示数据进行清零；与此同时，计时控制器开始自动计时；(4)实验过程中，数据采集处理系统自动开始采集携砂液中支撑剂沉降到托盘上的质量、支撑剂沉降持续时间、实验温度的信号，并通过软件处理，实时显示沉沙量与时间的关系曲线；(5)当支撑剂全部沉降至托盘后，结束数据采集。8.根据权利要求7所述的评价方法，其特征在于，在步骤(1)之前，还包括启动温度控制系统的步骤，通过温度控制系统设定加热温度，对可视化悬砂测定容器进行加温，直至整个系统温度达到实验设定温度后，开始依次进行步骤(1)至步骤(5)。2CN106896216A权利要求书2/2页9.根据权利要求7所述的评价方法，其特征在于，所述温度控制系统的温度范围为室温～95℃。10.根据权利要求7所述的评价方法，其特征在于，所述支撑剂选用石英砂、覆膜砂或陶粒。3CN106896216A说明书1/6页压裂液悬砂能力