【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分段水力压裂物理模拟，具体涉及一种实验室分段水力压裂装置及压裂方法。
技术介绍
1、水力压裂技术作为常规的低渗油气增产技术，首先被大规模用于低渗透的油田气田的开发，随着对水力压裂技术研究的深入，分段水力压裂等重复压裂技术工艺在石油、地热开采和煤矿领域得到了广泛应用和研究，其中，关于分段水力压裂裂缝的起裂机理研究主要集中在石油增采及地面煤层气井领域。通过实验室条件下的水平井分段水力压裂试验模拟，能够很好的模拟真实地层条件下水平井分段水力压裂的物理过程，能够直观展现水平井分段压裂时所产生的水力裂缝几何形态。
2、常规实验室分段水力压裂试验所采用封孔器孔径较大，容易导致压裂效果不佳、封堵效果差以及设备磨损，因此，为了保证压裂操作的效果和设备的稳定性，迫切需要解决实验室分段水力压裂封孔器孔径较大的难题，提高实验室分段水力压裂的压裂效果，进一步促进压裂技术的发展。
技术实现思路
1、为了解决实验室分段水力压裂封孔器孔径较大的问题，本专利技术提供一种实验室分段水力压裂装置及压裂方法，不仅保证了压裂操作的效果，还能保障设备的稳定性，进一步促进压裂技术的发展。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种实验室分段水力压裂装置，包括：
4、通过螺纹依次连接的n个压裂管；压裂管中部设有凹型槽，凹型槽上均匀分布若干压裂管出水孔；
5、n-1个带孔隔片，分别置于压裂管连接处；
6、n-1个注水管，n
7、注水泵，注水泵设于注水管右侧。
8、优选地，n=4，即通过螺纹依次连接的第一压裂管、第二压裂管、第三压裂管、第四压裂管；第一压裂管、第二压裂管之间为第一带孔隔片，第二压裂管、第三压裂管之间为第二带孔隔片，第三压裂管、第四压裂管之间为第三带孔隔片；第一注水管从右往左依次穿过第三带孔隔片、第二带孔隔片、第一带孔隔片并置于第一压裂管中，第二注水管从右往左依次穿过第三带孔隔片、第二带孔隔片并置于第二压裂管中，第三注水管穿过第三带孔隔片并置于第三压裂管中。
9、优选地，第一带孔隔片设有供第一注水管穿过的孔洞；第二带孔隔片设有分别供第一注水管、第二注水管穿过的孔洞；第三带孔隔片设有分别供第一注水管、第二注水管、第三注水管穿过的孔洞；注水管与孔洞焊接，并在焊接位置处通过植筋胶密封。
10、优选地，带孔隔片置于压裂管内螺纹底部；带孔隔片左右两侧均设有o型圈。
11、优选地，凹型槽和第一带孔隔片之间的第一压裂管外侧设有第一密封圈；凹型槽和第二带孔隔片之间的第二压裂管外侧设有第二密封圈；凹型槽和第三带孔隔片之间的第三压裂管外侧设有第三密封圈。
12、本专利技术还提供一种实验室分段水力压裂装置进行压裂的方法，包括如下步骤：
13、s1：从煤矿井下选取天然岩块，依照试验所需尺寸将其加工成为标准试样，在标准试样断面中心钻出预定直径和深度的钻孔；
14、s2：组装分段水力压裂装置，组装完成后将分段水力压裂装置下入标准试样钻孔中；
15、s3：将固定好分段水力压裂装置的标准试样放置在真三轴分段水力压裂室中，盖上真三轴压裂装置上盖，将第一注水管与注水泵连接，随后对标准试样施加设定的三向恒定围压，开启注水泵，根据设定的注水流量对试样进行第一压裂管分段水力压裂试验；
16、s4：等待第一压裂管水力压裂完成后，将第二注水管与注水泵连接，根据设定注水流量对试样进行第二压裂管真三轴分段水力压裂试验；
17、s5：等待第二压裂管水力压裂完成后，将第三注水管与注水泵连接，根据设定注水流量对试样进行第三压裂管真三轴分段水力压裂试验；
18、s6：第三压裂管水力压裂结束后，真三轴分段水力压裂装置卸除三向围压，将标准试样从真三轴分段水力压裂室中取出。
19、优选地，步骤s2具体包括如下步骤：
20、s21：通过植筋胶将o型圈固定至第一带孔隔片两侧，将第一带孔隔片放置在第一压裂管内螺纹处，在第一压裂管尾端套上第一密封圈，第一注水管与第一带孔隔片之间使用植筋胶进行密封，随后将第一压裂管与第二压裂管通过内外螺纹连接，并下入钻孔中；将发泡胶填充至第一密封圈、第一压裂管尾端与钻孔之间的空隙中；待发泡胶固化后，将植筋胶均匀涂抹至发泡胶右侧的第一压裂管与钻孔之间的空隙中；待植筋胶固化完成第一压裂管密封；
21、s22：通过植筋胶将o型圈固定至第二带孔隔片两侧，将第二带孔隔片放置在第二压裂管内螺纹处，在第二压裂管尾端套上第二密封圈，第一注水管、第二注水管与第二带孔隔片之间使用植筋胶进行密封，随后将第二压裂管与第三压裂管通过内外螺纹连接，并下入钻孔中；将发泡胶填充至第二密封圈、第二压裂管尾端与钻孔之间的空隙中；待发泡胶固化后，将植筋胶均匀涂抹至发泡胶右侧的第二压裂管与钻孔之间的空隙中；待植筋胶固化完成第二压裂管密封；
22、s23：通过植筋胶将o型圈固定至第三带孔隔片两侧，将第三带孔隔片放置在第三压裂管内螺纹处，在第三压裂管尾端套上第三密封圈，第一注水管、第二注水管、第三注水管与第三带孔隔片之间使用植筋胶进行密封，随后将第三压裂管与第四压裂管通过内外螺纹连接，并下入钻孔中；将发泡胶填充至第三密封圈、第三压裂管尾端与钻孔之间的空隙中；待发泡胶固化后，将植筋胶均匀涂抹至发泡胶右侧的第三压裂管与钻孔之间的空隙中；待植筋胶固化完成第三压裂管密封。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
24、本专利技术配合大尺寸岩石三轴力学性质测试装置的使用，能够在实验室条件下对大尺寸天然岩块进行分段水力压裂试验，用于研究天然岩块中不同水力裂缝之间扩展时的相互影响。仅通过注水泵连接不同位置的注水管，即可实现分段水力压裂试验；本专利技术提供的方法采用植筋胶作为胶结剂，使得天然岩块与分段水力压裂装置之间的胶结性良好，能够避免压裂过程中所产生的串液、漏液现象，提高了试验的成功率。本专利技术提供的方法流程简单，操作方便，适用于实验室的试验要求。
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1.一种实验室分段水力压裂装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的实验室分段水力压裂装置，其特征在于，N=4，即通过螺纹依次连接的第一压裂管（21）、第二压裂管（22）、第三压裂管（23）、第四压裂管（24）；第一压裂管（21）、第二压裂管（22）之间为第一带孔隔片（31），第二压裂管（22）、第三压裂管（23）之间为第二带孔隔片（32），第三压裂管（23）、第四压裂管（24）之间为第三带孔隔片（33）；第一注水管（41）从右往左依次穿过第三带孔隔片（33）、第二带孔隔片（32）、第一带孔隔片（31）并置于第一压裂管（21）中，第二注水管（42）从右往左依次穿过第三带孔隔片（33）、第二带孔隔片（32）并置于第二压裂管（22）中，第三注水管（43）穿过第三带孔隔片（33）并置于第三压裂管（23）中。
3.根据权利要求2所述的实验室分段水力压裂装置，其特征在于，第一带孔隔片（31）设有供第一注水管（41）穿过的孔洞；第二带孔隔片（32）设有分别供第一注水管（41）、第二注水管（42）穿过的孔洞；第三带孔隔片（33）设有分别供第一注水管（41）、第二
4.根据权利要求2所述的实验室分段水力压裂装置，其特征在于，带孔隔片置于压裂管内螺纹底部；带孔隔片左右两侧均设有O型圈（8）。
5.根据权利要求2所述的实验室分段水力压裂装置，其特征在于，凹型槽（6）和第一带孔隔片（31）之间的第一压裂管（21）外侧设有第一密封圈（91）；凹型槽（6）和第二带孔隔片（32）之间的第二压裂管（22）外侧设有第二密封圈（92）；凹型槽（6）和第三带孔隔片（33）之间的第三压裂管（23）外侧设有第三密封圈（93）。
6.权利要求1-5任一所述的实验室分段水力压裂装置进行压裂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的实验室分段水力压裂装置进行压裂的方法，其特征在于，步骤S2具体包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种实验室分段水力压裂装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的实验室分段水力压裂装置，其特征在于，n=4，即通过螺纹依次连接的第一压裂管（21）、第二压裂管（22）、第三压裂管（23）、第四压裂管（24）；第一压裂管（21）、第二压裂管（22）之间为第一带孔隔片（31），第二压裂管（22）、第三压裂管（23）之间为第二带孔隔片（32），第三压裂管（23）、第四压裂管（24）之间为第三带孔隔片（33）；第一注水管（41）从右往左依次穿过第三带孔隔片（33）、第二带孔隔片（32）、第一带孔隔片（31）并置于第一压裂管（21）中，第二注水管（42）从右往左依次穿过第三带孔隔片（33）、第二带孔隔片（32）并置于第二压裂管（22）中，第三注水管（43）穿过第三带孔隔片（33）并置于第三压裂管（23）中。
3.根据权利要求2所述的实验室分段水力压裂装置，其特征在于，第一带孔隔片（31）设有供第一注水管（41）穿过的孔洞；第二带孔隔片（32）设有分别供...
【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，李炎，付少康，王恩元，王笑然，黄晓凯，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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