煤系气储层一体化水力压裂物理模拟装置制造方法及图纸

煤系气储层一体化水力压裂物理模拟装置，包括储水箱、恒压泵、四通阀、装样罐和量筒，储水箱内盛装有压裂液，恒压泵通过抽水管与压裂液连接，恒压泵通过主进水管与四通阀的进口连接，装样罐和量筒均设有三个，四通阀的三个出口分别通过一根支进水管与三个装样罐的进口连接，每个支进水管上均设有一个液体流量计，每个装样罐的出口均通过排水管连接有量筒。本实用新型专利技术操作简单，用以研究考虑层间窜流情况下压裂液在煤系气储层中的流量分配，通过该装置能清晰观察压裂过程中压裂液的运移方向，并进行定量计算，从而研究煤系气储层改造中压裂液运移机理，为煤系气储层一体化水力压裂流量分配模型的建立提供了理论支持。

【技术实现步骤摘要】
煤系气储层一体化水力压裂物理模拟装置
本技术属于煤层气开发实验
，具体涉及煤系气储层一体化水力压裂物理模拟装置。
技术介绍
多层压裂过程中，性质不同的储层吸收液体的能力各不相同，这主要取决于储层的地质条件和射孔情况。所以多层压裂设计时，不能简单将整个层段上的各层厚度相加等效成一层。煤系气储层一体化水力压裂与常规压裂相比，一个显著的特点是同时改造多层，并形成多个裂缝，而各裂缝的几何尺寸又直接取决于各层的进液量和流量大小。专利号为201820029191.8公开了一种煤系气储层改造中层间窜流的物理模拟装置，在模拟实验过程中存在以下缺点或不足：1）没有安装恒压泵，在实验中不能很好的控制压力，无法保证实验效果的精确性；2）也没有安装流量计，在实验中只能定性的观察描述压裂液的窜流现象，而不能定量的表征窜流量，也就无法精确的调整压裂液在各个不同储层中的使用量；3）相邻装样罐间的耐高压透明尼龙管长度也不可调节，无法模拟不同距离对窜流的影响。这些对研究煤系不同储层压裂中窜流规律有很大的局限性。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种煤系气储层一体化水力压裂物理模拟装置，该装置可以更好的控制压力、调节距离，更精确的掌握流体窜流现象和流量大小，从而确定水力压裂过程中流体运移规律。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：煤系气储层一体化水力压裂物理模拟装置，包括储水箱、恒压泵、四通阀、装样罐和量筒，储水箱内盛装有压裂液，恒压泵的进水口连接有抽水管，抽水管的进口伸入到压裂液的水面下，恒压泵的出水口通过主进水管与四通阀的进口连接，装样罐和量筒均设有三个，四通阀的三个出口分别通过一根支进水管与三个装样罐的进口连接，每个支进水管上均设有一个液体流量计，每个装样罐的出口均连接有一根排水管，每个量筒的上端口均排水管的出水口下方，三个装样罐沿高度方向自上而下间隔布置，上下相邻的两个装样罐之间均设有一根连通管，每根连通管上均设有连通阀。还包括支架，装样罐为沿水平设置的圆筒体，三个装样罐外部均左右对称设有两个卡箍，卡箍上设有挂钩，挂钩挂接在支架上。支架包括底座、支杆和挂杆，支杆竖向设置，支杆下端固定设置在底座上，挂杆沿支杆的长度方向间隔设置有若干根，每根挂杆均水平设置，挂杆左右两端分别凸出于支杆，卡箍上的挂钩对应挂接的挂杆上。采用上述技术方案，本技术在工作使用时，将最上部的一个装样罐内装入采集的顶板岩柱，中间的一个装样罐内装入采集的煤柱，最下部的一个装样罐内装入采集的底板岩柱，并在在装样罐内壁与岩柱或煤柱之间的环形间隙内涂抹或填充有树脂胶进行封堵。接着将配制好的压裂液倒入储水箱，然后连接恒压泵的电源，通过调节恒压泵控制输出压力，恒压泵将储水箱内的压裂液恒压送入道三个装样罐内，记录稳定时液体流量计的读数，并计算不同压力下流量分配的比例，此时为未发生层间窜流时流量的分配情况。打开连通阀，通过观察装样罐间的连通管（可伸缩透明承压管）中压裂液的流动方向和距离，可以判断压裂液的层间窜流情况，并根据量筒中压裂液的量，定量分析层间窜流时不同储层的流量分配比例。三个装样罐的圆筒体均通过卡箍设置在一个支架上，不仅便于固定，而且还方便调节三个装样罐之间的高度差，模拟数值更加真实（中间装样罐装入煤柱，上层装样罐装入顶板岩柱，下层装样罐装入底板岩柱），而且模拟的范围更大。若煤层为构造煤，无法钻取煤柱时，可以用型煤代替煤柱。若煤岩柱钻取困难时，可以用水泥和不同目数石英按照不同的配比制作。例如：为了研究渗透率对水力压裂的影响，制备三个不同渗透率的样品分别是A1、A2和A3。A1、A2和A3样品用40～60目石英砂、水泥和水按质量比分别是30:8:3、30:6:3和30:4:3混合后并充分搅拌填充到样品夹具模型内，用液压机在相同的压力下压实之后放入到烘干箱内烘干。采用的恒压泵可确保模拟实验过程中压裂液的压力保持恒定，综上所述，本技术充分利用了实验室的现有装备，操作简单，用以研究考虑层间窜流情况下压裂液在煤系气储层中的流量分配，通过该装置能清晰观察压裂过程中压裂液的运移方向，并进行定量计算，从而研究煤系气储层改造中压裂液运移机理，为煤系气储层一体化水力压裂流量分配模型的建立提供了理论支持，并对研究煤系气储层裂缝扩展具有重要的指导意义。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是支架的结构示意图；图3是卡箍的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术的煤系气储层一体化水力压裂物理模拟装置，包括支架、储水箱1、恒压泵2、四通阀3、装样罐4和量筒5，储水箱1内盛装有压裂液，恒压泵2的进水口连接有抽水管6，抽水管6的进口伸入到压裂液的水面下，恒压泵2的出水口通过主进水管7与四通阀3的进口连接，装样罐4和量筒5均设有三个，四通阀3的三个出口分别通过一根支进水管8与三个装样罐4的进口连接，每个支进水管8上均设有一个液体流量计9，每个装样罐4的出口均连接有一根排水管10，每个量筒5的上端口均排水管10的出水口下方，三个装样罐4沿高度方向自上而下间隔布置，上下相邻的两个装样罐4之间均设有一根连通管11，每根连通管11上均设有连通阀12。装样罐4为沿水平设置的圆筒体，三个装样罐4外部均左右对称设有两个卡箍13，卡箍13上设有挂钩14。支架包括底座15、支杆16和挂杆17，支杆16竖向设置，支杆16下端固定设置在底座15上，挂杆17沿支杆16的长度方向间隔设置有若干根，每根挂杆17均水平设置，挂杆17左右两端分别凸出于支杆16，卡箍13上的挂钩14对应挂接的挂杆17上。本技术在工作使用时，将最上部的一个装样罐4内装入采集的顶板岩柱，中间的一个装样罐4内装入采集的煤柱，最下部的一个装样罐4内装入采集的底板岩柱，并在在装样罐4内壁与岩柱或煤柱之间的环形间隙内涂抹或填充有树脂胶进行封堵。接着将配制好的压裂液倒入储水箱1，然后连接恒压泵2的电源，通过调节恒压泵2控制输出压力，恒压泵2将储水箱1内的压裂液恒压送入道三个装样罐4内，记录稳定时液体流量计9的读数，并计算不同压力下流量分配的比例，此时为未发生层间窜流时流量的分配情况。打开连通阀12，通过观察装样罐4间的连通管11（可伸缩透明承压管）中压裂液的流动方向和距离，可以判断压裂液的层间窜流情况，并根据量筒5中压裂液的量，定量分析层间窜流时不同储层的流量分配比例。当需要调整相邻装样罐4之间的距离时，可将装样罐4外部卡箍13上的挂钩14从一根挂杆17上取下，挂到另一根挂杆17上来调整间距。三个装样罐4的圆筒体均通过卡箍13设置在一个支架上，不仅便于固定，而且还方便调节三个装样罐4之间的高度差，模拟数值更加真实（中间装样罐4装入煤柱，上层装样罐4装入顶板岩柱，下层装样罐4装入底板岩柱），而且模拟的范围更大。若煤层为构造煤，无法钻取煤柱时，可以用型煤代替煤柱。本技术中的包括恒压泵2、四通阀3、装样罐4、液体流量计9均为现有成熟技术，具体构造不再赘述。...

【技术保护点】
1.煤系气储层一体化水力压裂物理模拟装置，其特征在于：包括储水箱、恒压泵、四通阀、装样罐和量筒，储水箱内盛装有压裂液，恒压泵的进水口连接有抽水管，抽水管的进口伸入到压裂液的水面下，恒压泵的出水口通过主进水管与四通阀的进口连接，装样罐和量筒均设有三个，四通阀的三个出口分别通过一根支进水管与三个装样罐的进口连接，每个支进水管上均设有一个液体流量计，每个装样罐的出口均连接有一根排水管，每个量筒的上端口均排水管的出水口下方，三个装样罐沿高度方向自上而下间隔布置，上下相邻的两个装样罐之间均设有一根连通管，每根连通管上均设有连通阀。/n

【技术特征摘要】
1.煤系气储层一体化水力压裂物理模拟装置，其特征在于：包括储水箱、恒压泵、四通阀、装样罐和量筒，储水箱内盛装有压裂液，恒压泵的进水口连接有抽水管，抽水管的进口伸入到压裂液的水面下，恒压泵的出水口通过主进水管与四通阀的进口连接，装样罐和量筒均设有三个，四通阀的三个出口分别通过一根支进水管与三个装样罐的进口连接，每个支进水管上均设有一个液体流量计，每个装样罐的出口均连接有一根排水管，每个量筒的上端口均排水管的出水口下方，三个装样罐沿高度方向自上而下间隔布置，上下相邻的两个装样罐之间均设有一根连通管，每根连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：王婷婷，李枫，张朝辉，
申请(专利权)人：山西能源学院，河南理工大学，
类型：新型
国别省市：山西;14