一种水力加砂压裂系统.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CN104535727A(43)申请公布日2015.04.22(21)申请号201510008771.X(22)申请日2015.01.08(71)申请人中国科学院武汉岩土力学研究所地址430071湖北省武汉市武昌区水果湖街小洪山2号(72)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(74)专利代理机构北京华沛德权律师事务所11302代理人刘杰(51)Int.Cl.G01N33/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种水力加砂压裂系统(57)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。CN104535727ACN104535727A权利要求书1/2页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2CN104535727A权利要求书2/2页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