一种压裂液携砂效果评价装置及方法.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CN106153833A(43)申请公布日2016.11.23(21)申请号201610741838.5(22)申请日2016.08.26(71)申请人中国华能集团公司地址100031北京市西城区复兴门内六号华能大厦C1005申请人中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司(72)发明人张健郜时旺杨光张国祥(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人段俊涛(51)Int.Cl.G01N33/00(2006.01)G01D21/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种压裂液携砂效果评价装置及方法(57)摘要本发明公开了一种压裂液携砂效果评价装置，包括压裂液釜，其出口依次连接第一螺杆泵、混砂搅拌釜、第二螺杆泵、电磁流量计和竖直井筒入口；混砂搅拌釜上方入口安装有加砂装置，竖直井筒出口同时连接三条支路，第一条支路依次连接第五阀、裂缝沉降模型和第六阀，第二条支路依次连接第七阀、第一水平井筒和第八阀，第三条支路依次连接第九阀、水平井裂缝模型和第十阀，三条支路交汇后依次连接温度传感器和沉降罐入口，沉降罐出口连接至压裂液釜入口构成回路。本发明可测试评价在不同支撑剂类型、条件下，各种压裂液在竖直井筒、水平井筒、单一裂缝和水平井复杂裂缝中携砂效果的方法，同时测试上述不同条件下携砂液在井筒或裂缝不同区间中的摩阻。CN106153833ACN106153833A权利要求书1/2页1.一种压裂液携砂效果评价装置，其特征在于，包括压裂液釜(1)，其出口依次连接第一螺杆泵(4)、混砂搅拌釜(6)、第二螺杆泵(9)、电磁流量计(10)和竖直井筒(11)入口；混砂搅拌釜(6)上方入口安装有加砂装置(5)，竖直井筒(11)出口同时连接三条支路，第一条支路依次连接第五阀(12)、裂缝沉降模型(13)和第六阀(14)，第二条支路依次连接第七阀(15)、第一水平井筒(16)和第八阀(17)，第三条支路依次连接第九阀(18)、水平井裂缝模型(20)和第十阀(21)，三条支路交汇后依次连接温度传感器(22)和沉降罐(23)入口，沉降罐(23)出口连接至压裂液釜(1)入口构成回路。2.如权利要求1所述的压裂液携砂效果评价装置，其特征在于，所述压裂液釜(1)出口分别连接有第一阀(2)和第二阀(3)，通过第二阀(3)连接第一螺杆泵(4)；所述混砂搅拌釜(6)出口分别连接有第三阀(7)和第四阀(8)，通过第四阀(8)连接第二螺杆泵(9)；所述压裂液釜(1)和混砂搅拌釜(6)可拆卸，内部均设置有搅拌器，外部设置有可以调节温度的加热套；所述加砂装置(5)包括加砂漏斗和螺旋输送机，加砂漏斗与混砂搅拌釜(6)相连接，螺旋输送机控制调节加砂速度和加砂量。3.如权利要求1所述的压裂液携砂效果评价装置，其特征在于，所述竖直井筒(11)和第一水平井筒(16)均采用分段的透明有机玻璃管，在每两段通过设计体相连接，井筒两端和连接体处均设有压力传感器，井筒上还分别设有刻度；竖直井筒(11)的垂直倾角可调节。4.如权利要求1所述的压裂液携砂效果评价装置，其特征在于，所述裂缝沉降模型(13)包括依次连接的入口井筒(13-1)、裂缝模型(13-2)和出口井筒(13-3)，裂缝沉降模型(13)两端分别设有压力传感器；所述入口井筒(13-1)采用不锈钢金属管，包括内管和外管，在内管壁上下均匀设置射孔，内管上部设有旋转装置；所述出口井筒(13-3)采用不锈钢金属管，在管壁上仅设一条缝，供液体从裂缝模型(13-2)中排出；所述裂缝模型(13-2)采用带刻度的透明PC平板，该PC平板内侧随机粘贴有胶斑和胶堤，使得其表面粗糙度与施工地层裂缝表面的粗糙度相匹配。5.如权利要求4所述的压裂液携砂效果评价装置，其特征在于，所述的入口井筒(13-1)的内管上的射孔相位角可调，射孔个数通过旋转射孔内管进行遮挡调节；所述的裂缝模型(13-2)的PC平板长度足够长，能够满足模拟观测携砂液在裂缝中的运移、沉降的需要。6.如权利要求1所述的压裂液携砂效果评价装置，其特征在于，所述水平井裂缝模型(20)包括第二水平井筒(20-1)、若干条主裂缝(20-2)和若干条分支裂缝(20-3)；压差传感器(19)一端连接第二水平井筒(20-1)的入口端，另一端连接主裂缝(20-2)之一的端部；所述主裂缝(20-2)并联设置，其与第二水平井筒(20-1)间存在倾角θ，θ调节范围为0°～180°，以模拟近井各种角度裂缝；所述分支裂缝(20-3)通过连接体与主裂缝(20-2)相连或彼此相连，分支裂缝(20-3)与第二水平井筒(20-1)间存在倾角，角度可调以模拟复杂的裂缝形态。7.如权利要求6所述的压裂液携砂效果评价装置，其特征在于，