一种模拟页岩气层内环境状态加温加压试验装置及模拟方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模拟页岩气层内环境状态加温加压试验装置，它包括装药室及起爆装置（1）、加压装置（2）和手动试压泵（3），装药室及起爆装置（1）包括装药管（4）、传爆座（5）、压药活塞杆（6）、管座（7）、雷管座（8）和端盖（9）；加压装置（2）包括本体（14）、导向套（15）、芯杆（16）、荷重（17）和活塞（18），本体（14）内开设有水平设置的台阶孔（19），本体（14）的左侧固设有侧板（20），侧板（20）将台阶孔（19）的大孔封闭，本体（14）的右侧设置有连通台阶孔（19）小孔的接头（21）。本发明专利技术的有益效果是：结构紧凑、成本低、试验温度及压力可调、温度及压力调节方便、操作简单、安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟页岩气层内环境状态加温加压试验装置及模拟方法
本专利技术涉及页岩气层内爆炸压裂专用炸药研制及其综合性能评价研究领域，特别是一种模拟页岩气层内环境状态加温加压试验装置及模拟方法。
技术介绍
中国页岩气资源非常丰富，页岩气层内爆炸压裂开采是当前页岩气开发的热门技术，对页岩气层的环境模拟为岩气层内爆炸压裂专用炸药研制的基础。国内较早从事过油气井层内爆炸压裂研究的单位，建立了层内爆炸压裂炸药综合性能测试模拟实验装置并有研究文献报道。其主要原理建立一个大的高温高压环境，模拟试验在大容器内进行。这样装置一般占地面积大，设备设资大，使用维护成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、成本低、试验温度及压力可调、温度及压力调节方便、操作简单、安全可靠的模拟页岩气层内环境状态加温加压试验装置及模拟方法。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种模拟页岩气层内环境状态加温加压试验装置，它包括装药室及起爆装置、加压装置和手动试压泵，所述装药室及起爆装置包括装药管、传爆座、压药活塞杆、管座、雷管座和端盖，装药管内从左往右顺次开设有传爆座安装孔、腰形孔和导向孔，导向孔内滑动安装有压药活塞杆，装药管的左端部顺次连接有端盖和雷管座，雷管座内设置有火焰雷管和管座，管座内设置有电点火管，传爆座安装孔内设置有传爆座，传爆座的左右端部均开设有左腔室和右腔室，左右腔室通过隔板隔开，左腔室与雷管座导通，右腔室与腰形孔导通，左腔室和右腔室中均设置有炸药，所述装药管的外部缠绕有加热带，装药管的外部加装有温度探头，温度探头与温控箱连接；所述加压装置包括本体、导向套、芯杆、荷重和活塞，本体内开设有水平设置的台阶孔，本体的左侧固设有侧板，侧板将台阶孔的大孔封闭，本体的右侧设置有连通台阶孔小孔的接头，导向套固设于本体的顶部，导向套内连通台阶孔小孔的通孔，通孔内间隙配合有芯杆，芯杆向上贯穿导向套设置且其顶部固设有荷重，活塞设置于台阶孔的大孔内；所述手动试压泵的出口与接头经管道连接；所述装药室及起爆装置的装药管设置于侧板上，压药活塞杆伸入于台阶孔的大孔中且位于活塞的左侧。所述雷管座与端盖之间连接有螺钉。所述传爆座的柱面上开设有环形槽，环形槽内设置有密封圈。所述压药活塞杆上套有位于导向孔内的密封圈。所述手动试压泵与接头之间连接有截止阀和压力表。所述本体的底部设置有螺塞。所述试验装置模拟页岩气层内环境状态加温加压的方法，它包括以下步骤：S1、模拟高压时，通过手动试压泵反复拉压手柄，手动试压泵压出水，水顺次通过管道、接头进入台阶孔小孔内，水的压力作用于芯杆下端部，芯杆向上给荷重施轴向力，同时水压作用于活塞端面上，活塞沿台阶孔向左移动并抵压在压药活塞杆上，从而在腰形孔内形成压力，压力又作用于右腔室内的炸药上；随着手动试压泵继续注水，当水压力通过芯杆向荷重施加的力等于荷重的自身重力时，荷重竖直向上匀速移动，从而使导向孔内压力稳定，同时腰形孔内的压力也稳定，此时只需改变荷重的重量就能够调整腰形孔内压力，且压力调节范围0～200MPa；S2、在温控箱中设定试验所需的温度，向加热带通电，加热带将装药管加热，从而使腰形孔内温度升高，同时温度探头实时将温度信号转换为电信号传递给温控箱，当温度到达设定温度时，停止给加热带通电，温度调节范围从室温到200℃以内；S3、起爆传爆：通过管座内的电点火管发火以点燃雷管座中的火焰雷管，火焰雷管起爆左腔室内炸药的起爆，炸裂隔板后引爆右腔室内的炸药，因此能够在不同温度条件下、不同压力条件下实现炸药的起爆，同时模拟页岩气层内环境状态的加温和加压。本专利技术具有以下优点：本专利技术结构紧凑、成本低、试验温度及压力可调、温度及压力调节方便、操作简单、安全可靠。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为装药室及起爆装置的结构示意图；图3为装药管的结构示意图；图4为图3的右视图；图5为传爆座的结构示意图；图6为加压装置的结构示意图；图中，1-装药室及起爆装置，2-加压装置，3-手动试压泵，4-装药管，5-传爆座，6-压药活塞杆，7-管座，8-雷管座，9-端盖，10-传爆座安装孔，11-腰形孔，12-导向孔，13-炸药，14-本体，15-导向套，16-芯杆，17-荷重，18-活塞，19-台阶孔，20-侧板，21-接头，22-螺钉，23-环形槽，24-密封圈。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的描述，本专利技术的保护范围不局限于以下所述：如图1~6所示，一种模拟页岩气层内环境状态加温加压试验装置，它包括装药室及起爆装置1、加压装置2和手动试压泵3，所述装药室及起爆装置1包括装药管4、传爆座5、压药活塞杆6、管座7、雷管座8和端盖9，装药管4内从左往右顺次开设有传爆座安装孔10、腰形孔11和导向孔12，腰形孔11用于模拟缝隙传爆，通过改变装药管4中间腰形孔11的尺寸，能够模拟多种尺寸的缝隙。所述导向孔12内滑动安装有压药活塞杆6，装药管4的左端部顺次连接有端盖9和雷管座8，雷管座8内设置有火焰雷管和管座7，管座7内设置有电点火管，传爆座安装孔10内设置有传爆座5，传爆座5的左右端部均开设有左腔室和右腔室，左右腔室通过隔板隔开，左腔室与雷管座8导通，右腔室与腰形孔11导通，左腔室和右腔室中均设置有炸药13，所述装药管4的外部缠绕有加热带，装药管4的外部加装有温度探头，温度探头与温控箱连接。所述加压装置2包括本体14、导向套15、芯杆16、荷重17和活塞18，本体14内开设有水平设置的台阶孔19，台阶孔19为加压腔，本体14的左侧固设有侧板20，侧板20将台阶孔19的大孔封闭，本体14的右侧设置有连通台阶孔19小孔的接头21，导向套15固设于本体14的顶部，导向套15内连通台阶孔19小孔的通孔，通孔内间隙配合有芯杆16，芯杆16向上贯穿导向套15设置且其顶部固设有荷重17，活塞18设置于台阶孔19的大孔内。所述手动试压泵3的出口与接头21经管道连接，管道将手动试压泵3和加压装置2分离开，实现安全隔离，具有安全可靠的特点；所述装药室及起爆装置1的装药管4设置于侧板20上，压药活塞杆6伸入于台阶孔19的大孔中且位于活塞18的左侧。所述雷管座8与端盖9之间连接有螺钉22。所述传爆座5的柱面上开设有环形槽23，环形槽23内设置有密封圈24，所述压药活塞杆6上套有位于导向孔12内的密封圈24。所述手动试压泵3与接头21之间连接有截止阀和压力表。所述本体14的底部设置有螺塞所述试验装置模拟页岩气层内环境状态加温加压的方法，它包括以下步骤：S1、模拟高压时，通过手动试压泵3反复拉压手柄，手动试压泵3压出水，水顺次通过管道、接头21进入台阶孔19小孔内，水的压力作用于芯杆16下端部，芯杆16向上给荷重17施轴向力，同时水压作用于活塞18端面上，活塞18沿台阶孔19向左移动并抵压在压药活塞杆6上，从而在腰形孔11内形成压力，压力又作用于右腔室内的炸药上；随着手动试压泵3继续注水，当水压力通过芯杆16向荷重17施加的力等于荷重17的自身重力时，荷重17竖直向上匀速移动，从而使导向孔12内压力稳定，同时腰形孔11内的压力也稳定，此时只需改变荷重17的重量就能够调整腰形孔11内压力，且压力调节范围0～200MPa；所述传爆座5能够实现装药管4的承压，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟页岩气层内环境状态加温加压试验装置，其特征在于：它包括装药室及起爆装置（1）、加压装置（2）和手动试压泵（3），所述装药室及起爆装置（1）包括装药管（4）、传爆座（5）、压药活塞杆（6）、管座（7）、雷管座（8）和端盖（9），装药管（4）内从左往右顺次开设有传爆座安装孔（10）、腰形孔（11）和导向孔（12），导向孔（12）内滑动安装有压药活塞杆（6），装药管（4）的左端部顺次连接有端盖（9）和雷管座（8），雷管座（8）内设置有火焰雷管和管座（7），管座（7）内设置有电点火管，传爆座安装孔（10）内设置有传爆座（5），传爆座（5）的左右端部均开设有左腔室和右腔室，左右腔室通过隔板隔开，左腔室与雷管座（8）导通，右腔室与腰形孔（11）导通，左腔室和右腔室中均设置有炸药（13），所述装药管（4）的外部缠绕有加热带，装药管（4）的外部加装有温度探头，温度探头与温控箱连接；所述加压装置（2）包括本体（14）、导向套（15）、芯杆（16）、荷重（17）和活塞（18），本体（14）内开设有水平设置的台阶孔（19），本体（14）的左侧固设有侧板（20），侧板（20）将台阶孔（19）的大孔封闭，本体（14）的右侧设置有连通台阶孔（19）小孔的接头（21），导向套（15）固设于本体（14）的顶部，导向套（15）内连通台阶孔（19）小孔的通孔，通孔内间隙配合有芯杆（16），芯杆（16）向上贯穿导向套（15）设置且其顶部固设有荷重（17），活塞（18）设置于台阶孔（19）的大孔内；所述手动试压泵（3）的出口与接头（21）经管道连接；所述装药室及起爆装置（1）的装药管（4）设置于侧板（20）上，压药活塞杆（6）伸入于台阶孔（19）的大孔中且位于活塞（18）的左侧。...

【技术特征摘要】
1.一种模拟页岩气层内环境状态加温加压试验装置，其特征在于：它包括装药室及起爆装置（1）、加压装置（2）和手动试压泵（3），所述装药室及起爆装置（1）包括装药管（4）、传爆座（5）、压药活塞杆（6）、管座（7）、雷管座（8）和端盖（9），装药管（4）内从左往右顺次开设有传爆座安装孔（10）、腰形孔（11）和导向孔（12），导向孔（12）内滑动安装有压药活塞杆（6），装药管（4）的左端部顺次连接有端盖（9）和雷管座（8），雷管座（8）内设置有火焰雷管和管座（7），管座（7）内设置有电点火管，传爆座安装孔（10）内设置有传爆座（5），传爆座（5）的左右端部均开设有左腔室和右腔室，左右腔室通过隔板隔开，左腔室与雷管座（8）导通，右腔室与腰形孔（11）导通，左腔室和右腔室中均设置有炸药（13），所述装药管（4）的外部缠绕有加热带，装药管（4）的外部加装有温度探头，温度探头与温控箱连接；所述加压装置（2）包括本体（14）、导向套（15）、芯杆（16）、荷重（17）和活塞（18），本体（14）内开设有水平设置的台阶孔（19），本体（14）的左侧固设有侧板（20），侧板（20）将台阶孔（19）的大孔封闭，本体（14）的右侧设置有连通台阶孔（19）小孔的接头（21），导向套（15）固设于本体（14）的顶部，导向套（15）内连通台阶孔（19）小孔的通孔，通孔内间隙配合有芯杆（16），芯杆（16）向上贯穿导向套（15）设置且其顶部固设有荷重（17），活塞（18）设置于台阶孔（19）的大孔内；所述手动试压泵（3）的出口与接头（21）经管道连接；所述装药室及起爆装置（1）的装药管（4）设置于侧板（20）上，压药活塞杆（6）伸入于台阶孔（19）的大孔中且位于活塞（18）的左侧。2.根据权利要求1所述的一种模拟页岩气层内环境状态加温加压试验装置，其特征在于：所述雷管座（8）与端盖（9）之间连接有螺钉（22）。3.根据权利要求1所述的一种模拟页岩气层内环境状态加温加压试验装置，其特征在于：所述传爆座（5）...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎强，
申请(专利权)人：四川华川工业有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51