一种大型多功能压裂液实验装置，通过药液、气体支路进入泡沫发生器混合，然后进入不同管径的三路直管，测量管径对压裂液摩阻的影响，或者进入盘管用于测量摩阻，这4组管两端都连接有压差传感器，在测量摩阻时，这4组管两端都安装有阀门，实验时，可以通过这几组阀门开关，可以选择性开启一路，多级视窗可以观测支撑剂在压裂液中的悬浮状态，之后进入药液泵进行循环可以测量摩阻，或者实验结束时进入出口分离器，本实用新型专利技术用于测量冻胶压裂液、清水压裂液、二氧化碳泡沫压裂液，或用于二氧化碳干法压裂液在不同温度和压力下的流变特性、摩阻特性、携砂性能研究，通过多级视窗观测支撑剂在压裂液中的悬浮状态。
【技术实现步骤摘要】
一种大型多功能压裂液实验装置
本技术涉及石油天然气开发领域的一种实验系统，具体涉及一种大型多功能压裂液实验装置。
技术介绍
现有的压裂液评价仪器设备主要有流变仪，摩阻仪等设备。其中:流变仪主要可以用于测量冻胶压裂液的流变特性，主要采用进口设备，利用转子剪切器皿中的冻胶压裂液，进行测量。摩阻仪可以用于测量冻胶压裂液，和清水压裂液的摩阻特性。可以同时测量压裂液流变性和摩阻特性的仪器基本没有。近年来，一种新的压裂技术一二氧化碳干法压裂技术逐渐热起来，越来越多的人们开始对他进行研究。然而，测量干法压裂液这些特性的设备基本没有。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供了一种大型多功能压裂液实验装置，不仅可以用于测量行业内最常用到的冻胶压裂液、清水压裂液、二氧化碳泡沫压裂液，而且还可以用于二氧化碳干法压裂液在不同温度和压力下的流变特性、摩阻特性、携砂性能研究，还可以通过多级视窗观测支撑剂在压裂液中的悬浮状态。为了达到上述目的，本技术采取的技术方案为:一种大型 多功能压裂液实验装置，包括固体推进器1，它上面为漏斗的结构，固体推进器I通过支撑剂计量装置2衔接在药罐5的进口管路上，并与之密封；药罐5的顶部通过过滤器4和药液搅拌器3连接，药罐5用来盛放配好的药液，它带有给药液加热功能，在它的侧壁设有温度计量装置6，药罐5的底部设有药液计量装置7，药罐5的输出管依次通过第一阀8、药液泵9、第一单向阀10、第二阀11、第一预热器12和泡沫发生器13的药液入口连接，起泡剂罐14通过起泡泵15、第二单向阀16与泡沫发生器13连接；第一气瓶17、第二气瓶18分别通过第三阀19、第四阀20和净化器21的入口连接，净化器21的出口依次通过流量计22、制冷装置23、第五阀25、第六阀26、气泵29、第三单向阀32、第二预热器34和泡沫发生器13的气体入口连接；其中，气体储罐24在制冷装置23的内部；此外另有稠化剂罐30通过稠化剂泵31和第三单向阀32连接；第五阀25连接在制冷装置23内部的气体储罐24的进气管上，在气体储罐24的出气管上设有第一压力计28，在气泵29、第三单向阀32之间设有安全阀33，在第二预热器34和泡沫发生器13之间设有第二压力计35 ；三组直径不同的第一直管37、第二直管41、第三直管45和盘管49并联，并联后的输入端和泡沫发生器13的出口连接，输出端通过第十六阀53和多级视窗56的入口连接，并联后的输出端还通过第十七阀54与垂直换热测试端58的入口连接，多级视窗56通过第十八阀57和垂直换热测试端58连接，垂直换热测试端58外连低温浴槽59 ;垂直换热测试端58与第十九阀61之间连有压力传感器60 ；其中:第一直管37输入、输出端之间连接有第一差压传感器38，输入端还连接有第八阀36，输出端还连接有第九阀39 ；第二直管41输入、输出端之间连接有第二差压传感器42，输入端还连接有第十阀40，输出端还连接有第十一阀43 ；第三直管45输入、输出端之间连接有第三差压传感器46，输入端还连接有第十二阀44，输出端还连接有第十三阀47 ；盘管49输入端还连接有第十四阀48，输出端还连接有第十五阀50，第十四阀48输入端和盘管49输出端之间连接有第四差压传感器51 ；泡沫发生器13输出端和直管并联后的输入端之间连接处连接有第一压力传感器52。所述的支撑剂计量装置2采用地泵或者其它大的天平的仪器，带通讯接口，实现与计算机联网。所述的药灌5下端还可以设计放空阀门，方便排空和清洗，根据需要配加热装置，控制药罐中的温度。所述的温度计量装置6采用温度传感器，将数据传入计算机。所述的药液计量装置7采用地泵或者其它大的天平的仪器，带通讯接口，实现与计算机联网。所述的药业泵9采用螺杆泵，带变频调节系统，可无极调节泵的流量，输送带有支撑剂的药液，但是螺杆泵很难实现高压，为了实现高压，建议一般采用柱塞泵。所述的第一预热器12、第二预热器34采用螺旋盘管式换热方式，并采用恒温水浴加热控温。所述的气泵29采用调频泵，最大工作压力尽量高，最好50MPa以上，从而可以模拟压裂施工时地层压力条件。所述的出口分离器64采用封闭容器。本技术的优点:(I)药液设计有适时计量装置，可通过药液计量装置在线检测药液的注入量。(2)本装置设计有加砂计量装置，可在线检测加砂量的多少，控制砂比，也可以根据实验需要选择是否添加支撑剂。(3)药罐5设计有搅拌系统，可对各种药液及支撑剂进行搅拌，以防其沉降。(4)本装置设计有气体注入计量装置，可以根据需要选择注入气体种类和数量，通过金属管转子计量装置计量气体注入量，并能实现在线计量。(5)固体推进器，可控制砂子推进速度，来控制加砂量的多少。(6)本装置设计多种管径直管及一套螺旋盘管，可进行压裂液在不同管路直径，管路形状，不同温度、压力、剪切速率下的管流摩阻测量实验，可以根据需要，通过第一直管37、第二直管41、第三直管45、盘管49两端最近的阀门开关，灵活选择使用这4根管路中的某一条。 (7)本装置设计有多级视窗56，可在线观察和测量支撑剂的携砂移动情况，以及在静压下砂子在管柱(管柱中设计有高度区间测量)中的沉降速度。(9)本装置设计带有加热装置的药罐5、有第一预热器12、第二预热器34、垂直换热测试管，便于改变压裂液在管中的温度，研究它在不同温度下的特性。(10)本装置可以适用于测量常规冻胶压裂液、清水压裂液、二氧化碳泡沫压裂液、二氧化碳干法压裂液等多种压裂液体系在不同温度和压力下的流变特性、摩阻特性、携砂性能研究，还可以通过多级视窗观测支撑剂在压裂液中的悬浮状态。其中:测量常规冻胶压裂液、清水压裂液有关特性时，可以将气体泵入部分支路关闭；测量二氧化碳泡沫压裂液、二氧化碳干法压裂液有关特性是才需要开启。(11)如果仅仅测量各种压裂液有关摩阻特性，可以不添加支撑剂，也可将第十六阀53、第十八阀57关闭；只有需要观测压裂液悬沙特性的时候，才将多级视窗56所在的第十六阀53、第十八阀57开启。【附图说明】附图为本技术的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做详细描述。参照附图，一种大型多功能压裂液实验装置，包括固体推进器1，固体推进器I上面为漏斗的结构可盛放支撑剂，固体推进器I用于支撑剂的推进，固体推进器I通过支撑剂计量装置2衔接在药罐5的进口管路上，并与之密封，支撑剂推进速度由支撑剂计量装置2测量并调节和采集；支撑剂计量装置2采用地泵或者其它类似大的天平的仪器均可，带通讯接口，实现与计算机联网；药罐5的顶部通过过滤器4和药液搅拌器3连接，药液搅拌器3可以搅拌药业中的支撑剂防止沉淀，过滤器4可以过滤药液中大的杂质；药罐5用来盛放配好的药液，5下端还设计有放空阀门，方便排空和清洗，可以根据需要配加热装置，控制药罐中的温度；药罐5的侧壁设有温度计量装置6，可以计量药罐5中的药液温度，采用温度传感器，可将数据传入计算机；药罐5的底部设有药液计量装置7，药液计量装置7采用地泵或者其大的天平的仪器均可，带通讯接口，可实现与计算机联网；药罐5的输出管依次通过第一阀8、药液泵9、第一单向阀10、第二阀11、第一预热器12和泡沫发生器13的药液入口连接，药业泵9可以采本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种大型多功能压裂液实验装置，包括固体推进器(1)，其特征在于：它上面为漏斗的结构，固体推进器(1)通过支撑剂计量装置(2)衔接在药罐(5)的进口管路上，并与之密封；药罐(5)的顶部通过过滤器(4)和药液搅拌器(3)连接，药罐(5)用来盛放配好的药液，它带有给药液加热功能，在它的侧壁设有温度计量装置(6)，药罐(5)的底部设有药液计量装置(7)，药罐(5)的输出管依次通过第一阀(8)、药液泵(9)、第一单向阀(10)、第二阀11、第一预热器(12)和泡沫发生器(13)的药液入口连接，起泡剂罐(14)通过起泡泵(15)、第二单向阀(16)与泡沫发生器(13)连接； 第一气瓶(17)、第二气瓶(18)分别通过第三阀(19)、第四阀(20)和净化器(21)的入口连接，净化器(21)的出口依次通过流量计(22)、制冷装置(23)、第五阀(25)、第六阀(26)、气泵(29)、第三单向阀(32)、第二预热器(34)和泡沫发生器(13)的气体入口连接；其中，气体储罐(24)在制冷装置(23)的内部；此外另有稠化剂罐(30)通过稠化剂泵(31)和第三单向阀(32)连接；第五阀(25)连接在制冷装置(23)内部的气体储罐(24)的进气管上，在气体储罐(24)的出气管上设有第一压力计(28)，在气泵(29)、第三单向阀(32)之间设有安全阀(33)，在第二预热器(34)和泡沫发生器(13)之间设有第二压力计(35)； 三组直径不同的第一直管(37)、第二直管(41)、第三直管(45)和盘管(49)并联，并联后的输入端和泡沫发生器(13)的出口连接， 输出端通过第十六阀(53)和多级视窗(56)的入口连接，并联后的输出端还通过第十七阀(54)与垂直换热测试端(58)的入口连接，多级视窗(56)通过第十八阀(57)和垂直换热测试端(58)连接，垂直换热测试端(58)外连低温浴槽(59)；垂直换热测试端(58)与第十九阀(61)之间连有压力传感器(60)； 其中： 第一直管(37)输入、输出端之间连接有第一差压传感器(38)，输入端还连接有第八阀(36)，输出端还连接有第九阀(39)； 第二直管(41)输入、输出端之间连接有第二差压传感器(42)，输入端还连接有第十阀(40)，输出端还连接有第十一阀(43)； 第三直管(45)输入、输出端之间连接有第三差压传感器(46)，输入端还连接有第十二阀(44)，输出端还连接有第十三阀(47)； 盘管(49)输入端还连接有第十四阀(48)，输出端还连接有第十五阀(50)，第十四阀(48)输入端和盘管(49)输出端之间连接有第四差压传感器(51)； 泡沫发生器(13)输出端和直管并联后的输入端之间连接处连接有第一压力传感器(52)。...
【技术特征摘要】
1.一种大型多功能压裂液实验装置，包括固体推进器(I)，其特征在于:它上面为漏斗的结构，固体推进器(I)通过支撑剂计量装置(2)衔接在药罐(5)的进口管路上，并与之密封；药罐(5)的顶部通过过滤器(4)和药液搅拌器(3)连接，药罐(5)用来盛放配好的药液，它带有给药液加热功能，在它的侧壁设有温度计量装置(6)，药罐(5)的底部设有药液计量装置(7)，药罐(5)的输出管依次通过第一阀(8)、药液泵(9)、第一单向阀(10)、第二阀11、第一预热器(12)和泡沫发生器(13)的药液入口连接，起泡剂罐(14)通过起泡泵(15)、第二单向阀(16)与泡沫发生器(13)连接； 第一气瓶(17)、第二气瓶(18)分别通过第三阀(19)、第四阀(20)和净化器(21)的入口连接，净化器(21)的出口依次通过流量计(22)、制冷装置(23)、第五阀(25)、第六阀(26)、气泵(29)、第三单向阀(32)、第二预热器(34)和泡沫发生器(13)的气体入口连接；其中，气体储罐(24)在制冷装置(23)的内部；此外另有稠化剂罐(30)通过稠化剂泵(31)和第三单向阀(32)连接；第五阀(25)连接在制冷装置(23)内部的气体储罐(24)的进气管上，在气体储罐(24)的出气管上设有第一压力计(28)，在气泵(29)、第三单向阀(32)之间设有安全阀(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：张健，张国祥，徐越，赵志国，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，中国华能集团公司，
类型：新型
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。