微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置及方法，属于石油开采领域。装置包括：测试主架、动力单元、动力传递单元与测量单元；动力单元与测试主架的一端连接；动力传递单元包括：相对设置的第一活塞与第二活塞；第一活塞、第二活塞与测试主架滑动连接；第一活塞与动力单元相连；第一活塞、第二活塞与测试主架之间形成容纳空间，容纳空间用于放置待测试固相；测量单元与第一活塞或第二活塞相连，测量单元用于获取待测试固相的多项性能参数。通过研究多项性能参数与固相压缩时的实时图像可以准确判断自支撑固相的弹塑性，进而对自支撑压裂液配方和自支撑压裂技术参数进行优化设计，可提高作业的成功率与增产效果。

【技术实现步骤摘要】
微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置及方法
本专利技术涉及石油开采领域，特别涉及一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置及方法。
技术介绍
水力压裂作业中需要向油层中挤注压裂液及压裂液支撑剂，压裂液支撑剂与压裂液进入被压裂开的裂缝中。由于压裂液支撑剂常温下为液相，具有独特的热敏感性，被加热至一定温度时会产生固相。在油层形成的裂缝中，受到地层压力的作用，温度升高，压裂液支撑剂受热形成具有良好强度的支撑固相以支撑裂缝不闭合。压裂液支撑剂形成的压裂液支撑剂固相的性能优劣是压裂施工成败的关键。因此，在自支撑压裂措施前需要对压裂液支撑剂固相的性能进行研究，对自支撑压裂液配方和自支撑压裂技术参数进行准确设计，才可保证作业的成功率与增产效果。相关技术采用的测试方法包括：获取压裂液支撑剂固相的破碎率；通过破碎率对压裂液支撑剂固相的性能进行研究。专利技术人发现相关技术至少存在以下问题：压裂液支撑剂固相的性质与常规石英砂、陶粒等支撑剂性质不同，在高压下的破碎率很小，且压裂液支撑剂固相还具有一定的弹塑性。仅以破碎率作为压裂液支撑剂固相性能测定的参数，无法准确判断压裂液支撑剂固相的性能。同时由于自支撑固相的抗压强度远远强于常规固相支撑剂，不能准确测定出承压能力达到100MPa以上的微粒的测试方法。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置及方法，可解决上述技术问题。技术方案如下：一方面，提供了一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置，所述装置包括：>测试主架、动力单元、动力传递单元、测量单元与显示单元；所述测试主架包括：底板、第一侧板、第二侧板、第三侧板与盖板；所述底板与所述盖板相对设置，所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板垂直设置在所述底板与所述盖板之间，所述第三侧板与所述第一侧板、所述第二侧板同一侧的端部连接；所述动力单元位于所述第一侧板与所述第二侧板之间，且与所述第三侧板相对；所述动力传递单元包括：第一活塞与第二活塞；所述第一活塞、所述第二活塞与所述第一侧板、所述第二侧板均滑动连接；所述第一活塞、所述第二活塞与所述底板、所述第一侧板、所述第二侧板、所述盖板之间形成容纳空间，所述容纳空间用于放置待测试固相；所述第一活塞与所述动力单元相连；所述测量单元与所述第一活塞或所述第二活塞相连，所述测量单元用于获取所述待测试固相的多项性能参数；所述显示单元与所述测量单元连接，且，用于显示所述待测试固相的性能参数信息；所述测试主架与所述动力传递单元的材质通过包括以下质量百分比的组分制备而成：铯：0.91～1.46％、锰：0.35～0.95％、碳：0.30～0.42％、镍：0.15～0.35％、铜：0.12～0.21％、钼：0.09～0.23％、硫：0.09～0.19％、铝：0.08～0.12％、氮：≤0.065％、磷：≤0.023％、钛：≤0.021％、铈：≤0.018％、氧：≤0.002％，余量为铁与杂质。另一方面，提供了一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试方法，所述方法用于上述任一所述的装置，所述方法包括：获取待测试固相，将所述待测试固相放置于第一活塞、第二活塞与测试主架形成的容纳空间内；通过动力单元对所述第一活塞施加多次压力，在所述多次压力的作用下，所述第一活塞与所述待测试固相、所述第二活塞发生多次位移；通过测量单元获取所述多次压力对应的所述第一活塞、所述第二活塞发生的多次位移值与所述多次压力的压力值；根据所述多次位移值得到所述待测试固相的压缩比；根据所述多次压力的压力值得到所述待测试固相的承压压强；根据所述压缩比和所述承压压强得到所述待测试固相的多项性能参数；通过显示单元显示所述待测试固相的多项性能参数；通过所述多项性能参数对所述待测试固相的性能进行研究。在一种可能的实现方式中，所述获取待测试固相，包括：称取第一数量的待测试固相，将所述第一数量的待测试固相平铺于一个层面，得到所述待测试固相。在一种可能的实现方式中，所述获取待测试固相，包括：称取第二数量的待测试固相，将所述第二数量的待测试固相平铺在多个层面，得到所述待测试固相。在一种可能的实现方式中，所述通过动力单元对所述第一活塞施加多次压力，通过测量单元获取所述多次压力对应的所述第一活塞、所述第二活塞发生的多次位移值，包括：获取对所述第一活塞施加第一压力时的第一位移值；获取对所述第一活塞施加第二压力时的第二位移值。在一种可能的实现方式中，所述根据所述多次位移值得到所述待测试固相的压缩比，包括：根据所述第一位移值与所述第二位移值得到所述待测试固相的压缩比。在一种可能的实现方式中，所述待测试固相的压缩比通过如下公式获得：{(L1n-L10)/L10}×100％；其中，L10为所述第一位移值，L1n为所述第二位移值，n为样点值。在一种可能的实现方式中，所述待测试固相的压缩比通过如下公式获得：{[(L1n-L10)+(L2n-L20)]/2}/[(L10+L20)/2]×100％其中，所述L10、L20为所述第一位移值，所述L1n、L2n为所述第二位移值。在一种可能的实现方式中，所述根据所述多次压力的压力值得到所述待测试固相的承压压强，包括：获取在所述多次压力下所述待测试固相的受力面积；根据所述多次压力与所述受力面积得到所述待测试固相的承压压强。在一种可能的实现方式中，通过如下公式得到所述待测试固相的承压压强：Pn＝(Fn×g)/Sn；其中，Pn为所述待测试固相的所述承压压强；Fn为对所述待测试固相施加的所述多次压力；Sn为所述待测试固相的所述受力面积，n为样点值本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过将待测试固相放置于容纳空间内，通过动力单元为装置提供动力，与动力单元连接的第一活塞受力向第二活塞的方向运动，对位于容纳空间内的待测试固相进行挤压，通过与第一活塞或第二活塞连接的测量单元获取待测试固相的多项性能参数。通过本专利技术实施例提供的装置可以得到待测试固相受到挤压时的多项性能参数。由于本专利技术实施例提供测试主架与动力传递单元通过包括上述成分的组分制备而成，具有强度高、耐压性好的性能，可以适用于硬度大、弹塑性高以及强度大的压裂液自支撑固相颗粒性能的测试，通过研究多项性能参数可以准确判断自支撑固相的弹塑性，进而对自支撑压裂液配方和自支撑压裂技术参数进行优化设计，可大幅提高作业的成功率与增产效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的微观可视化多层自支撑固相弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置，其特征在于，所述装置包括：测试主架(1)、动力单元(2)、动力传递单元(3)、测量单元(4)与显示单元(5)；/n所述测试主架(1)包括：底板、第一侧板、第二侧板、第三侧板与盖板(6)；所述底板与所述盖板(6)相对设置，所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板垂直设置在所述底板与所述盖板(6)之间，所述第三侧板与所述第一侧板、所述第二侧板同一侧的端部连接；/n所述动力单元(2)位于所述第一侧板与所述第二侧板之间，且与所述第三侧板相对；/n所述动力传递单元(3)包括：第一活塞(31)与第二活塞(32)；所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)与所述第一侧板、所述第二侧板均滑动连接；/n所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)与所述底板、所述第一侧板、所述第二侧板、所述盖板(6)之间形成容纳空间，所述容纳空间用于放置待测试固相；/n所述第一活塞(31)与所述动力单元(2)相连；/n所述测量单元(4)与所述第一活塞(31)或所述第二活塞(32)相连，所述测量单元(4)用于获取所述待测试固相的多项性能参数；/n所述显示单元(5)与所述测量单元(4)连接，且，用于显示所述待测试固相的性能参数信息；/n所述测试主架(1)与所述动力传递单元(3)的材质通过包括以下质量百分比的组分制备而成：/n铯：0.91～1.46％、锰：0.35～0.95％、碳：0.30～0.42％、镍：0.15～0.35％、铜：0.12～0.21％、钼：0.09～0.23％、硫：0.09～0.19％、铝：0.08～0.12％、氮：≤0.065％、磷：≤0.023％、钛：≤0.021％、铈：≤0.018％、氧：≤0.002％，余量为铁与杂质。/n...

【技术特征摘要】
1.一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置，其特征在于，所述装置包括：测试主架(1)、动力单元(2)、动力传递单元(3)、测量单元(4)与显示单元(5)；
所述测试主架(1)包括：底板、第一侧板、第二侧板、第三侧板与盖板(6)；所述底板与所述盖板(6)相对设置，所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板垂直设置在所述底板与所述盖板(6)之间，所述第三侧板与所述第一侧板、所述第二侧板同一侧的端部连接；
所述动力单元(2)位于所述第一侧板与所述第二侧板之间，且与所述第三侧板相对；
所述动力传递单元(3)包括：第一活塞(31)与第二活塞(32)；所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)与所述第一侧板、所述第二侧板均滑动连接；
所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)与所述底板、所述第一侧板、所述第二侧板、所述盖板(6)之间形成容纳空间，所述容纳空间用于放置待测试固相；
所述第一活塞(31)与所述动力单元(2)相连；
所述测量单元(4)与所述第一活塞(31)或所述第二活塞(32)相连，所述测量单元(4)用于获取所述待测试固相的多项性能参数；
所述显示单元(5)与所述测量单元(4)连接，且，用于显示所述待测试固相的性能参数信息；
所述测试主架(1)与所述动力传递单元(3)的材质通过包括以下质量百分比的组分制备而成：
铯：0.91～1.46％、锰：0.35～0.95％、碳：0.30～0.42％、镍：0.15～0.35％、铜：0.12～0.21％、钼：0.09～0.23％、硫：0.09～0.19％、铝：0.08～0.12％、氮：≤0.065％、磷：≤0.023％、钛：≤0.021％、铈：≤0.018％、氧：≤0.002％，余量为铁与杂质。


2.一种微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试方法，其特征在于，所述方法用于权利要求1所述的装置，所述方法包括：
获取待测试固相，将所述待测试固相放置于第一活塞(31)、第二活塞(32)与测试主架(1)形成的容纳空间内；
通过动力单元(2)对所述第一活塞(31)施加多次压力，在所述多次压力的作用下，所述第一活塞(31)与所述待测试固相、所述第二活塞(32)发生多次位移；
通过测量单元(4)获取所述多次压力对应的所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)发生的多次位移值与所述多次压力的压力值；
根据所述多次位移值得到所述待测试固相的压缩比；
根据所述多次压力的压力值得到所述待测试固相的承压压强；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴宇昕，陈紫薇，吕向阳，石瑾，窦梦琪，贾云鹏，田福春，纪鹏，张谦，周华兴，林火养，何光晶，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11