本实用新型专利技术公开了一种水平井筒内支撑剂运移、沉降、分流的模拟装置，包括支撑剂添加装置、转换弯管、透明模拟水平井筒和伸缩支撑架，转换弯管的入口与支撑剂添加装置相连通、出口与透明模拟水平井筒相连通；透明模拟水平井筒包括第一直水平井筒、井筒转弯接头和第二直水平井筒，第一直水平井筒的入口与转换弯管的出口相连通、出口与井筒转弯接头的入口相连通，井筒转弯接头的出口与第二直水平井筒的入口相连通，第一直水平井筒上开设有多排第一射孔组，井筒转弯接头的中部开设有一排第三射孔组，第二直水平井筒上开设有多排第二射孔组。利用该模拟装置能进行不同的井眼轨迹条件下的支撑剂运移、沉降和分流模拟，模拟结果更全面、准确。
【技术实现步骤摘要】
一种水平井筒内支撑剂运移、沉降、分流的模拟装置
本技术属于水平井压裂室内实验评价
，具体涉及一种水平井筒内支撑剂运移、沉降、分流的模拟装置。
技术介绍
我国的许多油气藏孔隙度和渗透率低，需要进行压裂改造才具备经济产能。随着水平井钻井技术的应用，水平井“多段分簇”压裂成为主流压裂技术。由于水平井井眼轨迹与水平方向存在倾角或者接近平行，压裂过程中，支撑剂易受重力作用影响，在水平井井筒（简称水平井筒）中易发生沉降聚集，导致支撑剂堵塞井筒，影响压裂施工。支撑剂在水平井筒内的运移、沉降、分流，对于优选压裂工艺、液体性能和支撑剂参数，具有重要的指导意义。支撑剂在水平井筒中的运移、沉降、分流研究，主要包括室内实验方法和数值模拟方法，两种方法各有优缺点，又相互补充。数值模拟方法，采用有限体积法结合颗粒元法，可以方便的模拟不同条件下支撑剂的运移、沉降、分流规律，研究成本低，可以进行不同尺度和条件下的研究，但数值模拟方法，需要利用室内实验结果去校正和验证；室内实验方法，依据现场压裂施工流程和室内实验仪器加工能力，设计和加工相应的模拟仪器，利用实验仪器进行支撑剂在水平井筒内的运移、沉降、分流模拟。室内实验是最直观的研究手段，可以方便的观测支撑剂在水平井筒内的运移、沉降、分流情况，特别是采用透明材质的模拟水平井筒，可直观观测不同时间段支撑剂在模拟水平井筒中的运移、沉降、分流特征，为数值模拟提供过程支撑。现有的水平井筒内支撑剂运移与沉降模拟装置，主要采用直水平井筒模拟支撑剂在井筒内的沉降和运移，实验过程中直接将一定质量的支撑剂加入混液罐中进行搅拌后注入水平井筒。这种模拟装置存在如下问题：（1）透明模拟水平井筒只考虑了水平井井眼轨迹的倾斜情况，并未考虑水平井井眼轨迹曲率的变化，会导致实验结果不够全面、准确；（2）支撑剂易在混液罐底部沉积，搅拌难度大，搅拌不均匀时，支撑剂在压裂液中的分布也不均匀，容易造成实验得到的支撑剂运移与沉降规律（即实验结果）不够准确，并且其也不能实现支撑剂添加动态变化。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种水平井筒内支撑剂运移、沉降、分流的模拟装置，以进行不同的水平井井眼轨迹倾斜、曲率条件下的支撑剂运移、沉降以及分流模拟，使实验结果更全面、准确。本技术所述的水平井筒内支撑剂运移、沉降、分流的模拟装置，包括支撑剂添加装置、转换弯管、透明模拟水平井筒和具有多根伸缩杆的伸缩支撑架，支撑剂添加装置、透明模拟水平井筒固定支撑在伸缩杆的上端，转换弯管的入口与支撑剂添加装置相连通、出口与透明模拟水平井筒相连通；所述透明模拟水平井筒包括第一直水平井筒、井筒转弯接头和第二直水平井筒，井筒转弯接头的入口与出口的切线夹角大于或等于120°，第一直水平井筒的入口与转换弯管的出口相连通、出口与井筒转弯接头的入口相连通，井筒转弯接头的出口与第二直水平井筒的入口相连通，第一直水平井筒上沿其长度方向开设有多排第一射孔组，井筒转弯接头的中部开设有一排第三射孔组，第二直水平井筒上沿其长度方向开设有多排第二射孔组。所述支撑剂添加装置包括文丘里管（用于通入压裂液）、支撑剂添加管和支撑剂添加漏斗，文丘里管具有依次连通的入口段、收缩喉道、扩散段和出口段，支撑剂添加漏斗与支撑剂添加管的入口相连通，支撑剂添加管的出口与文丘里管的扩散段相连通，文丘里管的出口与转换弯管的入口相连通。压裂液从文丘里管的入口流入，支撑剂通过支撑剂添加漏斗、支撑剂添加管进入文丘里管的扩散段，无需搅拌，支撑剂比较均匀的分布在压裂液中，该压裂液通过转换弯管进入透明模拟水平井筒内，从而使实验得到的支撑剂运移、沉降、分流规律更准确；另外，利用该支撑剂添加装置还可以进行支撑剂常规添加、支撑剂脉冲添加和支撑剂间断添加，以分析支撑剂添加工艺对支撑剂运移、沉降、分流的影响。所述井筒转弯接头的入口与出口的切线夹角为170°或160°或140°，再加上前面描述的120°，可进行4种曲率的水平井筒模拟。所述第一直水平井筒的结构与第二直水平井筒的结构相同，第一、第二直水平井筒的长度为井筒转弯接头的长度的3倍，第一、第二射孔组都各有三排，相邻两排第一射孔组间隔的长度相等，且等于井筒转弯接头的长度，第一排第一射孔组与第一直水平井筒的入口端之间的距离等于井筒转弯接头的长度的1/2，相邻两排第二射孔组间隔的长度相等，且等于井筒转弯接头的长度，第三排第二射孔组与第二直水平井筒的出口端之间的距离等于井筒转弯接头的长度的1/2。其中，每排第一射孔组由关于第一直水平井筒的轴线对称且相互之间具有180°夹角的两个第一射孔孔眼组成，每排第三射孔组由关于井筒转弯接头的轴线对称且相互之间具有180°夹角的两个第三射孔孔眼组成，每排第二射孔组由关于第二直水平井筒的轴线对称且相互之间具有180°夹角的两个第二射孔孔眼组成。本技术中透明模拟水平井筒包括第一直水平井筒、井筒转弯接头和第二直水平井筒，调整部分伸缩杆的伸缩高度，可以调整第一直水平井筒的倾斜角度，通过井筒转弯接头连通第一直水平井筒与第二直水平井筒，从而可以模拟实际过程中可能存在的水平井井眼轨迹的倾斜、曲率，可实现大倾角造斜段、接近水平段和井眼轨迹调整段的水平井的模拟，从而使实验得到的支撑剂运移、沉降、分流规律（即实验结果）更全面、准确。附图说明图1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作详细说明。如图1所示的水平井筒内支撑剂运移、沉降、分流的模拟装置，包括支撑剂添加装置、转换弯管2、透明模拟水平井筒和具有八根伸缩杆61的伸缩支撑架6。伸缩支撑架6的长度为4000mm，伸缩杆61的最大高度为1500mm，伸缩杆61的高度调节范围为1500mm～750mm。支撑剂添加装置采用钢材加工而成，包括文丘里管1、支撑剂添加管7和支撑剂添加漏斗8，文丘里管1具有依次连通的入口段11、收缩喉道12、扩散段13和出口段14，入口段11的长度为250mm，内径为140mm，厚度为10mm，收缩喉道12由外管和锥形收缩管组成，外管的长度为100mm，内径为140mm，锥形收缩管采用喇叭形管，喇叭形管的放大部分在前，收缩部分的外径为70mm，锥形收缩管的长度为100mm，扩散段13的长度为100mm，内径为140mm，出口段14的长度为150mm，内径为140mm，支撑剂添加管7的长度为250mm，内径为100mm，支撑剂添加漏斗8位于文丘里管1上方，与支撑剂添加管7的入口相连通，支撑剂添加管7的出口与文丘里管1的扩散段13相连通，压裂液从文丘里管1的入口流入，支撑剂通过支撑剂添加漏斗8、支撑剂添加管7进入文丘里管1的扩散段13，文丘里管1的出口与转换弯管2的入口在第一连接处21相连通，转换弯管2为可伸缩的螺纹管，其可以根据实验需要进行弯曲。文丘里管1固定支撑在两根伸缩杆61的上端，调整该两根伸缩杆61的伸缩高度，可以调整支撑剂添加装置的安装高度。透明模拟水平井筒采用透明聚碳酸酯有机玻璃管加工而成，包括第一直水平井筒3、井筒转弯接头4和第二直水平井筒5，第一直水平井筒3、井筒转弯接头4和第二直水平井筒5的内径都为140mm、厚度都为20mm，第一直水平井筒3的结构与第二直水平井筒5结构相同，第一、第二直水平井筒的长度都为1500mm，井筒转弯本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水平井筒内支撑剂运移、沉降、分流的模拟装置，包括支撑剂添加装置、转换弯管（2）、透明模拟水平井筒和具有多根伸缩杆（61）的伸缩支撑架（6），支撑剂添加装置、透明模拟水平井筒固定支撑在伸缩杆（61）的上端，转换弯管（2）的入口与支撑剂添加装置相连通、出口与透明模拟水平井筒相连通；其特征在于：所述透明模拟水平井筒包括第一直水平井筒（3）、井筒转弯接头（4）和第二直水平井筒（5），井筒转弯接头（4）的入口与出口的切线夹角大于或等于120°，第一直水平井筒（3）的入口与转换弯管（2）的出口相连通、出口与井筒转弯接头（4）的入口相连通，井筒转弯接头（4）的出口与第二直水平井筒（5）的入口相连通，第一直水平井筒（3）上沿其长度方向开设有多排第一射孔组，井筒转弯接头（4）的中部开设有一排第三射孔组，第二直水平井筒（5）上沿其长度方向开设有多排第二射孔组。
【技术特征摘要】
1.一种水平井筒内支撑剂运移、沉降、分流的模拟装置，包括支撑剂添加装置、转换弯管（2）、透明模拟水平井筒和具有多根伸缩杆（61）的伸缩支撑架（6），支撑剂添加装置、透明模拟水平井筒固定支撑在伸缩杆（61）的上端，转换弯管（2）的入口与支撑剂添加装置相连通、出口与透明模拟水平井筒相连通；其特征在于：所述透明模拟水平井筒包括第一直水平井筒（3）、井筒转弯接头（4）和第二直水平井筒（5），井筒转弯接头（4）的入口与出口的切线夹角大于或等于120°，第一直水平井筒（3）的入口与转换弯管（2）的出口相连通、出口与井筒转弯接头（4）的入口相连通，井筒转弯接头（4）的出口与第二直水平井筒（5）的入口相连通，第一直水平井筒（3）上沿其长度方向开设有多排第一射孔组，井筒转弯接头（4）的中部开设有一排第三射孔组，第二直水平井筒（5）上沿其长度方向开设有多排第二射孔组。2.根据权利要求1所述的水平井筒内支撑剂运移、沉降、分流的模拟装置，其特征在于：所述支撑剂添加装置包括文丘里管（1）、支撑剂添加管（7）和支撑剂添加漏斗（8），文丘里管（1）具有依次连通的入口段（11）、收缩喉道（12）、扩散段（13）和出口段（14），支撑剂添加漏斗（8）与支撑剂添加管（7）的入口相连通，支撑剂添加管（7）的出口与文丘里管（1）的扩散段（13）相连通，文丘里管（1）的出口与转...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘林华，张烨，陆朝晖，邓智，贺培，张健强，康远波，董兵强，张义，
申请(专利权)人：重庆地质矿产研究院，
类型：新型
国别省市：重庆,50
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