本实用新型专利技术属于油气实验技术领域，具体涉及裂缝内高温高压泡沫携支撑剂运移模拟装置。包括通过管道连接的四个单元，依次为泡沫形成及混砂系统、高压注入泵、高压可视裂隙模型和气固液分离系统；所述泡沫形成及混砂系统包括依次连接的压裂液罐、气体增压系统和搅拌装置，还包括并联的加砂系统；所述气固液分离系统包括通过消泡剂泵连接的气固液分离器和消泡剂罐；所述气固液分离器与搅拌装置通过回路管道连接，用于将分离的气体返回至搅拌装置。该模拟装置设备齐全，可以通过流量、压力、温度等多方调节来模拟泡沫压裂过程中裂隙内支撑剂的运输和铺置。剂的运输和铺置。剂的运输和铺置。
【技术实现步骤摘要】
裂缝内高温高压泡沫携支撑剂运移模拟装置
[0001]本技术属于岩石物理模拟实验
，具体涉及裂缝内高温高压泡沫携支撑剂运移模拟装置。
技术介绍
[0002]随着压裂技术的进步和非常规、致密油气藏的开发，传统的裂缝输砂采用压裂液输砂工艺，给地层压裂后的处理带来很多的麻烦，所以国内外都在不断的摸熟＝索新型输砂压裂增产工艺，既需要有一定的粘度输砂携砂能力，同时后续处理又相对来说比较简单，泡沫携砂压裂正好符合这一需求，为了进一步验证泡沫在裂缝中输砂运移铺置性能，需要开发一套室内模拟装置。
技术实现思路
[0003]本技术要解决的技术问题是提供一套可模拟裂缝中输砂运移铺置装置，用于研究压裂工艺。
[0004]本技术的技术方案是裂缝内高温高压泡沫携支撑剂运移模拟装置，包括通过管道连接的四个单元，依次为泡沫形成及混砂系统、高压注入泵、高压可视化模型和气固液分离系统；其特征在于，依次连接四个单元的管路上均设有第一阀门进行控制；所述泡沫形成及混砂系统包括依次连接的压裂液罐、气体增压系统和搅拌装置；所述泡沫形成及混砂系统还包括并联的加砂系统，加砂系统的一端与气体增压系统连接，一端与搅拌装置连接，所述加砂系统包括支撑剂罐；搅拌装置将支撑剂、表活剂及增压后的氮气进行混合搅拌形成粘稠的泡沫并与支撑剂混合均匀后，输出给高压注入泵；所述高压可视化模型为前后两端开口的长方体通道，由加强筋框架和固定在加强筋框架上的位于通道两侧的裂隙可视板组成；所述高压注入泵的输出接入可视裂隙模型，将混合后的粘稠泡沫、支撑剂注入到裂隙模型；所述气固液分离系统包括通过消泡剂泵连接的气固液分离器和消泡剂罐，所述气固液分离器的进口端接高压可视化模型的输出，分离泡沫压裂液中的气体、表活剂、支撑剂；所述气固液分离器与搅拌装置通过回路管道连接，用于将分离的气体返回至搅拌装置。
[0005]优选的，所述裂隙可视板为PC板，厚50mm。
[0006]优选的，所述搅拌装置搅拌速度范围0～300r/min。
[0007]具体的，所述压裂液罐为氮气钢瓶。
[0008]具体的，所述支撑剂罐的两侧管道上设置第一阀门；所述气固液分离器7的分离的液体和固体排放分别通过第一阀门控制。
[0009]优选的，所述第一阀门为球阀。球阀泄压更好。
[0010]具体的，所述支撑剂罐的容积10L，最大工作压力0～10MPa。
[0011]具体的，所述高压注入泵通向高压可视化模型的管道上设置有直管式预热器，用于进入高压可视化模型前的流体预热。
[0012]具体的，所述高压注入泵的工作压力为0～10MPa；最大流量2.5L/min。
[0013]优选的，所述直管式预热器的工作温度最高150℃，直管耐压50MPa。
[0014]具体的，所述管道上还设置有温度传感器，用于监测直管式预热器和搅拌装置的温度；所述管道上还设置有流量计，用于监测裂缝中的流体流量；所述管道上还设置有压力传感器；所述管道上还设置有背压装置，用于监测高压可视模型的压力。
[0015]优选的，所述流量计的最大流量2.5L/min，耐压10MPa。
[0016]优选的，所述压力传感器的压力传感器量程0～16MPa。
[0017]优选的，所述背压装置最大控制压力0～16MPa，控制精度0.1MPa。
[0018]具体的，所述回路管道上设置第二阀门；所述消泡剂泵和气固液分离器之间设置第二阀门；所述压裂液罐和气体增压系统之间设置第二阀门；所述气体增压系统与加砂系统连接的管道上设置第二阀门；所述气体增压系统与搅拌装置3之间设置第二阀门。
[0019]优选的，所述消泡剂泵最大流量10L/h，最大工作压力10MPa。
[0020]优选的，所述气固液分离器容积50L，最大工作压力10MPa。
[0021]优选的，所述第二阀门为针阀。针阀截流效果更好。
[0022]优选的，所述第一阀门和第二阀门最大工作压力16MPa。
[0023]其中，所述装置还包括摄像系统和数据处理系统。
[0024]具体的，所述摄像系统包括高清摄像机、视屏控制移动机构及照明辅助系统组成；高清摄像机在视屏控制移动机构的控制下自由移动，实时记录高压裂缝泡沫携砂的运移状况。
[0025]数据处理系统用于对采集图像的定性定量处理，能把采集图像信号转变成数字数据并实现自动处理。
[0026]泡沫形成及混砂搅拌系统主要用来将支撑剂、表活剂及增压后的氮气进行混合搅拌形成粘稠的泡沫并与支撑剂混合均匀。加砂系统主要用于定时加入支撑剂颗粒到搅拌装置中。高压注入泵将混合后的粘稠泡沫、支撑剂注入到裂隙模型中。直管式预热器主要用于进入高压可视化模型前的流体预热。气液固分离器用于分离泡沫压裂液中的气体、表活剂、支撑剂。回路管道的第二阀门关闭时，消泡剂用于对出口的泡沫在高压条件下下进行消泡。设置压力传感器可用于监测卸消泡剂流通管路压力。高压注入泵注入混合后的粘稠泡沫、支撑剂时，调节回路流体压力，背压装置监测回路压力，调整流动压力降。
[0027]裂隙可视板为透明板内壁材质采用两种粗糙度的透明板，且可随时更换。材质：透明PC材料n耐压：≥10MPa；选用有两个方面的功能，一是用于裂缝模型的可视化观察输送及铺直规律；二是可以进行用于裂缝壁面粗糙度对微小裂缝携砂的影响规律。
[0028]本技术的有益效果：该模拟装置设备齐全，可以通过流量、压力、温度等多方调节来模拟岩层开采过程中压裂携砂的过程，还可以通过计算机控制整个模拟过程，并对数据进行处理和分析；为实验研究提供了一种实用可靠的设备。
附图说明
[0029]图1、本技术装置的结构示意图；
[0030]附图标记：压裂液罐1、气体增压系统2、搅拌装置3、支撑剂罐4、外围加强筋框架5、高压可视化模型6、气固液分离器7、消泡剂罐8、第一阀门9、高压注入泵10、直管式预热器11、消泡剂泵12、温度传感器13、流量计14、压力传感器15、回路管道16、第二阀门17、背压装
置18、摄像系统19、数据处理系统20、
具体实施方式
[0031]实施例1本技术的装置
[0032]如图1所示，裂缝内高温高压泡沫携支撑剂运移模拟装置，包括通过管道连接的四个单元，依次为泡沫形成及混砂系统、高压注入泵10、高压可视化模型和气固液分离系统；其特征在于，依次连接四个单元的管路上均设有第一阀门9进行控制；所述泡沫形成及混砂系统包括依次连接的压裂液罐1、气体增压系统2和搅拌装置3；所述泡沫形成及混砂系统还包括并联的加砂系统，加砂系统的一端与气体增压系统2连接，一端与搅拌装置3连接，所述加砂系统包括支撑剂罐4；搅拌装置3将支撑剂、表活剂及增压后的氮气进行混合搅拌形成粘稠的泡沫并与支撑剂混合均匀后，输出给高压注入泵10；所述高压可视化模型6为前后两端开口的长方体通道，由加强筋框架5和固定在加强筋框架5上的位于通道两侧的裂隙可视板组成；所述高压注入泵1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.裂缝内高温高压泡沫携支撑剂运移模拟装置，包括通过管道连接的四个单元，依次为泡沫形成及混砂系统、高压注入泵（10）、高压可视化模型和气固液分离系统；其特征在于，依次连接四个单元的管路上均设有第一阀门（9）进行控制；所述泡沫形成及混砂系统包括依次连接的压裂液罐（1）、气体增压系统（2）和搅拌装置（3）；所述泡沫形成及混砂系统还包括并联的加砂系统，加砂系统的一端与气体增压系统（2）连接，一端与搅拌装置（3）连接，所述加砂系统包括支撑剂罐（4）；搅拌装置（3）将支撑剂、表活剂及增压后的氮气进行混合搅拌形成粘稠的泡沫并与支撑剂混合均匀后，输出给高压注入泵（10）；所述高压可视化模型（6）为前后两端开口的长方体通道，由加强筋框架（5）和固定在加强筋框架（5）上的位于通道两侧的裂隙可视板组成；所述高压注入泵（10）的输出接入高压可视化模型，将混合后的粘稠泡沫、支撑剂注入到裂隙模型；所述气固液分离系统包括通过消泡剂泵（12）连接的气固液分离器（7）和消泡剂罐（8），所述气固液分离器（7）的进口端接高压可视化模型的输出，分离泡沫压裂液中的气体、表活剂、支撑剂；所述气固液分离器（7）与搅拌装置（3）通过回路管道（16）连接，用于将分离的气体返回至搅拌装置（3）；所述裂隙可视板为PC板，厚50mm；所述搅拌装置（3）搅拌速度范围0～300r/min；所述压裂液罐（1）为氮气钢瓶。2.如权利要求1所述裂缝内高温高压泡沫携支撑剂运移模拟装置，其特征在于，所述支撑剂罐（4）的进、出管道上设置第一阀门（9）；所述气固液分离器（7）的分离的液体和固体排放分别通过第一阀门（9）控制；所述第一阀门（9）为球阀。3.如权利要求1所述裂缝内高温高压泡沫携支撑剂运移模拟装置，其特征在于，所述支撑剂罐（4）的容积10L，最大工作压力0～10MPa；所述高压注入泵（10）通向高压可视化模型的管道上设置有直管式预热器（11），用于进入高压可视化模型前的流体预热。4.如权利要求3所述裂缝内高温高压泡沫携支撑剂...
【专利技术属性】
技术研发人员：张渤，张成朋，任相彦，马朝阳，张德成，陈淼，程鹏，陈浩，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：新型
国别省市：
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