一种页岩层水平井分段压裂实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种页岩层水平井分段压裂实验装置，包括模拟井筒、实验岩心、岩心夹持器和压裂泵，实验岩心设于岩心夹持器内且开有孔，模拟井筒设于实验岩心的孔内，模拟井筒包括内筒和外筒，外筒内设有内螺纹，内筒上设有外螺纹，同时外筒上还设有多个外出水孔，内筒上设有内出水孔，内筒连接压裂泵，外筒上部设有卡槽组，卡槽组中设有数个卡槽，同时还设有与卡槽匹配的卡板。本实用新型专利技术通过设置卡板和卡槽，使得井筒固定于岩心夹持器上，整个实验过程更加安全，安装过程也更加快速、方便，节约时间；还可以根据实验岩心内孔的深度调节井筒的安装长度；通过设置排水管，能够观察到压裂液的排出情况，同时还能够在压裂试验后进行驱替实验。

A staged fracturing experimental device for horizontal well in shale layer

The utility model discloses a sectional fracturing experimental device for a horizontal well in shale layer, which comprises a simulated well bore, an experimental core, a core holder and a fracturing pump. The experimental core is arranged in the core holder and has a hole, the simulated well bore is arranged in the hole of the experimental core, the simulated well bore includes an inner bore and an outer bore, the outer bore is provided with an inner thread, the inner bore is provided with an outer thread, and the outer bore is also provided with an outer thread A plurality of water outlet holes are arranged on the inner cylinder, the inner cylinder is connected with the fracturing pump, and the upper part of the outer cylinder is provided with a clamping groove group, in which a plurality of clamping grooves are arranged, and at the same time, a clamping plate matched with the clamping groove is arranged. The utility model makes the well bore fixed on the core holder by setting a clamp plate and a clamp groove, the whole experimental process is safer, the installation process is faster, more convenient, and time-saving; the installation length of the well bore can also be adjusted according to the depth of the inner hole of the experimental core; the drainage pipe can be set to observe the discharge of the fracturing fluid, and can enter after the fracturing test Displacement experiment was carried out.

【技术实现步骤摘要】
一种页岩层水平井分段压裂实验装置
本技术涉及地层压裂
，具体涉及一种页岩层水平井分段压裂实验装置。
技术介绍
压裂是油气藏增产改造的重要手段，随着以页岩气和致密油为代表的非常规油气资源的开采，水平井分段压裂技术已经得到大规模应用。水平井分段压裂是指根据储层的物性特征针对水平井段不同位置地层进行分段压裂，用多段压裂增大裂缝与地层的接触面积，获得较高的初始产量和提高最终采收率。目前，国内外众多学者对压裂裂缝进行了大量实验研究，但大多数仅能实现单井单端压裂的物理模拟。中国专利CN207686702U公开了一种水平井分段水力压裂实验中可循环实用的压裂管装置，该装置通过在内井筒和外井筒上设置螺纹，同时内井筒和外井筒上开设有出水孔，通过出水口注入压裂液，实现重复开展水平井段水力压裂试验的目的。但该专利存在着安装繁琐的问题，为了防止试验时井筒受到的压力过高而被压出，造成安全隐患，实施该专利时需要事先在井筒上涂抹AB胶，通过AB胶的粘接力来固定井筒。但是该方法较为繁琐，且AB胶在高温高压下容易失活，存在安全隐患。
技术实现思路
鉴于以上技术问题，本技术的目的在于提供一种页岩层水平井分段压裂实验装置，解决内外筒在实验岩心中的固定问题。本技术采用以下技术方案为：一种页岩层水平井分段压裂实验装置，包括模拟井筒、实验岩心、岩心夹持器和压裂泵，所述实验岩心设于岩心夹持器内且开有井筒安装孔，所述模拟井筒设于实验岩心的孔内，所述模拟井筒包括内筒和外筒，所述外筒内设有内螺纹，对应的，所述内筒上设有外螺纹，同时外筒上还设有多个外出水孔，所述内筒上设有内出水孔，所述内筒连接压裂泵，所述外筒上部设有数组绕外筒轴心均匀设置的卡槽组，卡槽组中设有数个从上到下等间距设置的卡槽，同时还设有与卡槽匹配的卡板，所述卡板的数量和卡槽组数量相同，同时卡板上设有螺纹孔，所述卡板通过螺栓、螺纹孔和压紧螺母固定于岩心夹持器上。进一步的，所述岩心夹持器除了井筒安装面的每一个侧面均设有至少一个排水管，所述排水管还连接有驱替泵，所述所述排水管上设有压力表。进一步的，所述内筒于压裂泵连接的管道上还设有计量管，所述计量管上设有流量计和压力表。本技术的有益效果是：1、本技术通过设置卡板和卡槽，使得井筒可以固定于岩心夹持器上，不仅使外筒不会因实验过程中压力过高被压出，整个实验过程更加安全，而且整个安装过程更加快速、方便，节约时间；还可以根据实验岩心内孔的深度调节井筒的安装长度，适用范围更广。2、通过设置排水管，不仅能够更加清楚地观察到压裂液的排出情况，同时还能够在压裂试验后进行驱替实验，通过观察压裂前后的驱替流量变化，分析压裂带来的效果。附图说明图1为本技术整体示意图；图2为内筒和外筒结构示意图；图3为卡槽和卡板的结构示意图；图中，1、实验岩心，2、岩心夹持器，3、压裂泵，4、内筒，5、外筒，6、驱替泵，7、排水管，8、围压泵，9、流量计，10、压力表，11、外出水孔，12、内出水孔，13、卡板，14、螺栓，15、压紧螺母，16、卡槽。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。实施例：一种页岩层水平井分段压裂实验装置，包括岩心夹持器2，岩心夹持器2内设有实验岩心1，实验岩心1内设有井筒安装孔，该安装孔可以是天然岩心上的钻孔，也可以是人造岩心的预留孔；模拟井筒设于实验岩心1的井筒安装孔内，其中，模拟井筒包括内筒4和外筒5，外筒5内设有内螺纹，对应的，内筒4上设有外螺纹，内外井筒之间通过螺纹连接，同时内筒4可通过螺纹在外筒5内上下移动，外筒5上还设有多个外出水孔11，内筒4上设有内出水孔12，内筒4连接压裂泵3，内筒4和压裂泵3连接的管线上还依次设有流量计10、计量支管和阀门，计量支管上设有阀门和流量计9；外筒5上部设有4组绕外筒5轴心均匀设置的卡槽组，卡槽组中设有4个从上到下等间距设置的卡槽16，同时还设有与卡槽16匹配的4块卡板13，卡板13上设有螺纹孔，卡板13通过螺栓14、螺纹孔和压紧螺母15固定于岩心夹持器2上，使用时，卡板13的一端嵌入卡槽16，另一端通过螺纹孔、螺栓14和压紧螺母15将卡板13固定于岩心夹持器2上，当多个卡板13均固定于岩心夹持器2时，外筒5也就被固定于整个岩心夹持器2上。可选的实施例是，岩心夹持器2除了井筒安装面的每一个侧面均设有一个排水管7，排水管7连接有驱替泵6，驱替泵6的最小数量为零，最大数量不超过排水管7个数，排水管7上设有压力表10。当驱替泵6连接数量为零时，可观察压裂液从各排水管7的出液情况，进而定性分析该方向上压裂产生裂缝的多少；当压裂完毕后，若需实验本次压裂后该方向上渗透率的变化，则连接驱替泵6，以地层压力驱替，观察井筒出液量。同时，为了模拟更加真实的地层环境，在岩心夹持器2上还连接有围压泵8。本技术使用时，在天然岩心上钻孔或人造岩心上预留一定直径大小的孔，装入外筒5，同时将卡板13插入卡槽16，后将卡板13固定于岩心夹持器2上，通过螺纹将内筒4旋入外筒5内，并将内出水孔12对准外出水孔11，围压泵8施加等同于地层压力的围压，压裂泵3开始加压，当排水管7有压裂液排出且流速相对稳定时，关闭压裂泵3同时关闭压裂泵3出口的阀门，同时关闭排水管7上的阀门，维持压力一段时间后，压裂完成。压裂完成后，当需要观察实验岩心任一方向的压裂效果时，则打开该方向上的驱替泵6，通过观察计量管上流量计9的数值，并与压裂前的数值对比，即可得出该次压裂的效果。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种页岩层水平井分段压裂实验装置，包括模拟井筒、实验岩心、岩心夹持器和压裂泵，所述实验岩心设于岩心夹持器内且开有孔，所述模拟井筒设于实验岩心的孔内，所述模拟井筒包括内筒和外筒，所述外筒内设有内螺纹，对应的，所述内筒上设有外螺纹，同时外筒上还设有多个外出水孔，所述内筒上设有内出水孔，所述内筒连接压裂泵，其特征在于，所述外筒上部外表面设有卡槽组，卡槽组中设有数个卡槽，同时还设有与卡槽匹配的卡板。/n

【技术特征摘要】
1.一种页岩层水平井分段压裂实验装置，包括模拟井筒、实验岩心、岩心夹持器和压裂泵，所述实验岩心设于岩心夹持器内且开有孔，所述模拟井筒设于实验岩心的孔内，所述模拟井筒包括内筒和外筒，所述外筒内设有内螺纹，对应的，所述内筒上设有外螺纹，同时外筒上还设有多个外出水孔，所述内筒上设有内出水孔，所述内筒连接压裂泵，其特征在于，所述外筒上部外表面设有卡槽组，卡槽组中设有数个卡槽，同时还设有与卡槽匹配的卡板。


2.根据权利要求1所述的页岩层水平井分段压裂实验装置，其特征在于，所述卡槽组绕外筒轴心均匀设有数组，所有卡槽组内的卡槽数量均相同。


3.根据权利要求2所述的页岩层水平井分段压裂实验装置，其特征在于，所述卡槽组中的卡槽均从上到下依次等间距设置。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：吕栋，张勇，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川;51