用于真三轴水力压裂模拟实验的微波加热装置及实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于真三轴水力压裂模拟实验的微波加热装置及实验方法，本发明专利技术之的微波加热装置包括三轴加压单元、微波加热单元、压裂液注入单元、声发射监测单元、温度监测单元和控制及信号采集单元：本发明专利技术结合了微波加热设备与水力压裂设备，避免了现有的实验设备中，由于连接过程中模拟地应力的缺失，而导致的实验试块性质的变化，更好地模拟岩石热胀冷缩性质对水力压裂效果的影响；能监测在模拟地应力条件下，微波加热时实验试块受热膨胀的情况；能考察地应力条件、加热温度、试块与压裂液的温差和射孔条件等参数对裂缝起裂和延伸的影响规律。

Microwave heating device and experimental method for real three axis hydraulic fracturing simulation experiment

The invention discloses a method for three axle experimental simulation of hydraulic fracturing of microwave heating device and method, the invention of the microwave heating device includes three axis compression unit, microwave heating unit, fracturing fluid injection unit, acoustic emission monitoring unit, temperature monitoring and control unit and signal acquisition unit, the invention combines the microwave heating equipment and hydraulic fracturing equipment, avoid the existing laboratory equipment, due to the lack of stress in the connection process simulation, to test the variation of block properties, better simulation effect and properties of hydraulic fracturing of rock thermal expansion; monitoring in simulated stress conditions, the heating block heating experiment the expansion of the situation; to study the conditions of geostress, heating temperature, specimen and fracturing fluid temperature and perforation condition parameters such as crack and extension of crack Law of influence.

【技术实现步骤摘要】
用于真三轴水力压裂模拟实验的微波加热装置及实验方法
本专利技术涉及油气藏水力压裂以及微波加热研究领域，特别涉及一种真三轴水力压裂模拟实验的微波加热装置及实验方法，用以监测在模拟地应力条件下岩石热胀冷缩的性质对提高水力压裂效果的作用，并考察地应力条件、加热温度、试块与压裂液的温差和射孔条件等参数对裂缝起裂和延伸的影响规律。
技术介绍
随着经济的迅猛发展，国家的能源需求量不断提升。水力压裂技术，是油气藏开采过程中常用的增产措施。利用水力压裂技术，可增大油气储集层的天然裂缝、形成人工裂缝、增强裂缝之间的连通性，提高油气储集层的渗透率。同时，利用岩石热胀冷缩的性质，可提高水力压裂的效率，有利于裂缝网络的形成。微波加热技术与传导、对流等传统加热技术相比，具有瞬时加热、热损耗小以及操作方便等特点。微波加热过程，是一个加热介质内外部同时加热、升温的过程。因此，加热过程中并不存在温度梯度，大大提高了介质加热质量与加热效率。同时，其即加即停的特性有利于自动化控制的生产。在过去的研究中，加热油气储集层的过程中并未考虑到地应力的作用，其实验结果往往与真实地层中的加热情况有所差距。同时，现有装置未能将油气储本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真三轴水力压裂模拟实验的微波加热装置，其特征在于：包括三轴加压单元、微波加热单元、压裂液注入单元、声发射监测单元、温度监测单元和控制及信号采集单元：所述三轴加压单元包括四个固定轴(15)、八个螺栓(14)、压裂室主机(17)、推进台(16)、三个加载板(25)、后挡板(301)、X向三通阀(22)、Y向三通阀(23)、Z向三通阀(24)、X向压力传感器(19)、Y向压力传感器(20)、Z向压力传感器(21)、X向加压液压缸(10)、Y向加压液压缸(11)、Z向加压液压缸(12)、两个X向卸料液压缸(13)和液压站(4)；Y向加压液压缸(11)、Z向加压液压缸(12)均通过沉头螺钉固定在压裂...

【技术特征摘要】
1.一种真三轴水力压裂模拟实验的微波加热装置，其特征在于：包括三轴加压单元、微波加热单元、压裂液注入单元、声发射监测单元、温度监测单元和控制及信号采集单元：所述三轴加压单元包括四个固定轴(15)、八个螺栓(14)、压裂室主机(17)、推进台(16)、三个加载板(25)、后挡板(301)、X向三通阀(22)、Y向三通阀(23)、Z向三通阀(24)、X向压力传感器(19)、Y向压力传感器(20)、Z向压力传感器(21)、X向加压液压缸(10)、Y向加压液压缸(11)、Z向加压液压缸(12)、两个X向卸料液压缸(13)和液压站(4)；Y向加压液压缸(11)、Z向加压液压缸(12)均通过沉头螺钉固定在压裂室主机(17)上；X向加压液压缸(10)与压裂室主机(17)通过四个固定轴(15)和八个螺栓(14)进行螺纹密封连接；推进台(16)通过胶接连接方式，一面与X向加压液压缸(10)的底座连接，一面与压裂室主机(17)连接，并与试样室(18)底边重合，以便推送实验试块进入试样室(18)；X向退料油缸(13)通过沉头螺钉固定在压裂室主机(17)上；X向加压液压缸(10)、Y向加压液压缸(11)、Z向加压液压缸(12)的液压杆端部分别与加载板(25)连接，连接方式为沉头螺钉连接；在X方向上，试样室内放有后挡板(301)，且与两个X向卸料液压缸(13)的液压杆端部通过沉头螺钉连接；X向加压液压缸(10)、Y向加压液压缸(11)和Z向加压液压缸(12)进油口连接处，分别与X向三通阀(22)、Y向三通阀(23)和Z向三通阀(24)螺纹连接分成两路，一路分别与X向压力传感器(19)、Y向压力传感器(20)和Z向压力传感器(21)通过螺纹密封连接，将压力信息传递给控制及信号采集单元；另一路分别与液压油运输管道(29)连接，连接方式为六角接头螺纹连接；X向退料液压缸(13)与液压油运输管道(29)连接，连接方式为六角接头螺纹连接；液压站(4)包括液压阀组合(7)、泵装置(8)、油箱(5)、压力控制器(9)和囊式蓄能器(6)，与液压油运输管道(29)连接以提供液压源，连接方式为六角接头螺纹连接；所述微波加热单元包括微波发生装置(1)、波导管(2)和微波天线(3)；微波天线(3)固定在三轴加压单元的底座中，微波天线(3)位于压裂试样室的下方；波导管(2)与微波天线(3)连接，波导管(2)固定在三轴加压单元的底座中；所述压裂液注入单元包括单向液压缸(31)、压裂液泵送控制系统(30)和压裂液管线(26)，可控制压裂液泵送的压力及速度；所述压裂液管线(26)穿过前六角螺栓(27)与后六角螺栓(28)，前六角螺栓(27)与实验试块(601)上固定的模拟套管(604)通过进行螺纹密封连接，后六角螺栓(28)与压裂室主机(17)通过螺纹密封连接；所述声发射监测单元包括通过胶接与加载板四个顶点处连接的声发射传感器(401)，声发射传感器传输线(34)从加载板(25)后的槽口(403)中伸出，声发射传感器传输线(34)固定在固定管道(33)中；在Y、Z方向上，固定管道(33)一端与压裂室主机(17)通过螺纹连接，固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，朱颖，张晗，孙友宏，陈勇，李曦桐，潘栋彬，靳成才，刘书源，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22