水力裂縫起裂縱向延伸控制模擬裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓裂模擬裝置，具體是一種水力裂縫起裂縱向延伸控制模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著勘探開發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們勘探開發(fā)的重點(diǎn)越來越多地轉(zhuǎn)移至頁巖氣、致密砂巖氣等非常規(guī)能源儲(chǔ)層，而砂泥巖薄互層、邊底水油藏等復(fù)雜油藏液日益占據(jù)更加重要的位置。相應(yīng)的，壓裂技術(shù)在油氣勘探開發(fā)中發(fā)揮越來越重要的作用，各油田及科研院所不斷加強(qiáng)對(duì)人工裂縫起裂擴(kuò)展機(jī)理的研宄。而縫高是壓裂人工裂縫的重要參數(shù)，對(duì)縫高擴(kuò)展機(jī)理和延伸狀態(tài)的認(rèn)識(shí)，是提高壓裂改造效果的重要方面。目前室內(nèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)M方法主要是利用天然巖心或人工巖心進(jìn)行壓裂模擬，在壓裂后觀察裂縫形態(tài)。這些方法只能獲得裂縫最終形態(tài)，無法實(shí)時(shí)獲得實(shí)驗(yàn)試樣內(nèi)部裂縫起裂擴(kuò)展動(dòng)態(tài)，使得研宄人員不能清楚地認(rèn)識(shí)真實(shí)的裂縫起裂規(guī)律及擴(kuò)展?fàn)顩r，制約了對(duì)裂縫起裂機(jī)理及擴(kuò)展規(guī)律的研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有的無法清楚的對(duì)人工裂縫起裂規(guī)律和擴(kuò)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行研宄的不足，本發(fā)明提供了一種水力裂縫起裂縱向延伸控制模擬裝置，以達(dá)到清楚地認(rèn)識(shí)真實(shí)的裂縫起裂規(guī)律及擴(kuò)粧狀況的目的。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種水力裂縫起裂縱向延伸控制模擬裝置，包括:壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件，具有容納空間，實(shí)驗(yàn)試樣設(shè)置于容納空間內(nèi)；壓力控制組件，與壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件連接，壓力控制組件能夠通過壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件向?qū)嶒?yàn)試樣施加壓力；金屬的注液管，沿豎直方向設(shè)置在實(shí)驗(yàn)試樣內(nèi)；多個(gè)導(dǎo)電線圈，沿注液管的延伸方向間隔設(shè)置在實(shí)驗(yàn)試樣內(nèi)；數(shù)據(jù)采集組件，包括靈敏電流表組，靈敏電流表組含有多個(gè)靈敏電流表，每個(gè)靈敏電流表的一根探針均與注液管電連接，每個(gè)靈敏電流表的另一根探針均與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電線圈電連接。
[0005]進(jìn)一步地，注液管包括孔眼段，每個(gè)導(dǎo)電線圈的軸線均與注液管的軸線重合，導(dǎo)電線圈的內(nèi)徑大于注液管的外徑，多個(gè)導(dǎo)電線圈中包括三個(gè)第一線圈和多個(gè)第二線圈，孔眼段的中點(diǎn)處設(shè)置有一個(gè)第一線圈，孔眼段的兩端各設(shè)置有一個(gè)第一線圈，多個(gè)第二線圈相對(duì)于孔眼段的中點(diǎn)處間隔對(duì)稱設(shè)置。
[0006]進(jìn)一步地，注液管位于實(shí)驗(yàn)試樣的中部，該孔眼段位于注液管的底部，該孔眼段的上方設(shè)有五個(gè)第二線圈，該孔眼段的下方設(shè)有五個(gè)第二線圈。
[0007]靈敏電流表組含有十三個(gè)靈敏電流表，十三個(gè)靈敏電流表的另一根探針分別與注液管設(shè)置的三個(gè)第一線圈及十個(gè)第二線圈一一對(duì)應(yīng)相連。
[0008]進(jìn)一步地，每兩個(gè)相鄰第二線圈之間的距離為9.5mm至10.5mm，第一線圈與第二線圈的半徑相同，第一線圈的半徑為Ilmm至13mm。
[0009]進(jìn)一步地，壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件包括上頂蓋、底板和多個(gè)側(cè)板，容納空間由上頂蓋、底板和多個(gè)側(cè)板共同圍成。
[0010]進(jìn)一步地，壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件還包括多個(gè)膠囊，多個(gè)膠囊設(shè)置于多個(gè)側(cè)板的內(nèi)側(cè)并與實(shí)驗(yàn)試樣的側(cè)壁抵接，壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件能夠通過多個(gè)膠囊在實(shí)驗(yàn)試樣的縱向形成壓力差。
[0011]進(jìn)一步地，壓力控制組件包括伺服控制注入泵和多個(gè)圍壓泵，伺服控制注入泵與注液管連接，每個(gè)圍壓泵均與一個(gè)膠囊對(duì)應(yīng)連接。
[0012]進(jìn)一步地，每個(gè)圍壓泵與對(duì)應(yīng)的膠囊之間的連接管道上均依次設(shè)置有用于調(diào)整圍壓大小的壓力控制閥、用于指示圍壓大小的圍壓泵和用于卸載圍壓的放空閥。
[0013]進(jìn)一步地，數(shù)據(jù)采集組件還包括壓力數(shù)據(jù)記錄儀，壓力數(shù)據(jù)記錄儀與伺服控制注入泵電連接。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，通過設(shè)置多個(gè)導(dǎo)電線圈和對(duì)應(yīng)連接的多個(gè)靈敏電流表，可以通過靈敏電流表觀察對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電線圈的導(dǎo)電情況，并根據(jù)導(dǎo)電線圈的導(dǎo)電情況實(shí)時(shí)監(jiān)測內(nèi)部裂縫起裂及擴(kuò)展動(dòng)態(tài)，提高研宄人員對(duì)裂縫及擴(kuò)展規(guī)律的認(rèn)識(shí)。
【附圖說明】
[0015]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中的壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)試樣的剖視圖；
[0019]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例中的靈敏電流表組的連接示意圖。
[0020]圖中附圖標(biāo)記:10、壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件；11、上頂蓋；12、底板；13、側(cè)板；14、固定螺栓；15、通孔；20、壓力控制組件；21、伺服控制注入泵；22、圍壓泵；23、壓力控制閥；24、壓力表；25、放空閥；30、注液管；40、導(dǎo)電線圈；50、數(shù)據(jù)采集組件；51、壓力數(shù)據(jù)記錄儀；52、靈敏電流表組；80、導(dǎo)線；90、實(shí)驗(yàn)試樣。
【具體實(shí)施方式】
[0021]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0022]如圖1至圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種水力裂縫起裂縱向延伸控制模擬裝置，包括壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件10、壓力控制組件20、金屬的注液管30、多個(gè)導(dǎo)電線圈40和數(shù)據(jù)采集組件50。壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件10具有容納空間，實(shí)驗(yàn)試樣90設(shè)置于容納空間內(nèi)。壓力控制組件20與壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件10連接，壓力控制組件20能夠通過壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件10向?qū)嶒?yàn)試樣90施加壓力。金屬的注液管30沿豎直方向設(shè)置在實(shí)驗(yàn)試樣90內(nèi)。多個(gè)導(dǎo)電線圈40沿注液管30的延伸方向間隔設(shè)置在實(shí)驗(yàn)試樣90內(nèi)；數(shù)據(jù)采集組件50包括靈敏電流表組52，靈敏電流表組52含有多個(gè)靈敏電流表，每個(gè)靈敏電流表的一根探針均與注液管30電連接，每個(gè)靈敏電流表的另一根探針均與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電線圈40電連接。
[0023]通過設(shè)置多個(gè)導(dǎo)電線圈40和對(duì)應(yīng)連接的多個(gè)靈敏電流表組52，可以通過靈敏電流表組52觀察對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電線圈40的導(dǎo)電情況，并根據(jù)導(dǎo)電線圈40的導(dǎo)電情況實(shí)時(shí)監(jiān)測內(nèi)部裂縫起裂及擴(kuò)展動(dòng)態(tài)，提高研宄人員對(duì)裂縫及擴(kuò)展規(guī)律的認(rèn)識(shí)。
[0024]具體地，壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件10包括上頂蓋11、底板12和多個(gè)側(cè)板13。容納空間由上頂蓋11、底板12和多個(gè)側(cè)板13共同圍成。上述實(shí)驗(yàn)試樣90設(shè)置在容納空間內(nèi)部。上述上頂蓋11和底板12設(shè)置有螺紋孔和凹槽，側(cè)板13對(duì)應(yīng)放置在凹槽內(nèi)，并通過固定螺栓14與上頂蓋11和底板12固定連接。在上頂蓋11上設(shè)置有通孔15，用于允許注液管30的連接線穿出，在側(cè)板13和底板12對(duì)應(yīng)位置根據(jù)連線需要也可以設(shè)置不同數(shù)量的通孔。
[0025]壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件10還包括7個(gè)膠囊和支撐鐵塊，7個(gè)膠囊設(shè)置于7個(gè)側(cè)板13的內(nèi)側(cè)并與實(shí)驗(yàn)試樣90的側(cè)壁抵接，壓裂模擬實(shí)驗(yàn)組件10能夠通過7個(gè)膠囊在實(shí)驗(yàn)試樣90的縱向形成壓力差。支撐鐵塊的數(shù)量與上述膠囊的數(shù)量相同，且支撐鐵塊用于支撐上述7個(gè)膠囊。
[0026]設(shè)置上述7個(gè)膠囊，能夠在實(shí)驗(yàn)試樣90的側(cè)面模擬最大主應(yīng)力，最小主應(yīng)力，在實(shí)驗(yàn)試樣90的側(cè)面上、中、下部位分別設(shè)置上述膠囊，可以在實(shí)驗(yàn)試樣90的縱向形成壓力差。
[0027]上述壓力控制組件20包括伺服控制注入泵21和7個(gè)圍壓泵22，伺服控制注入泵21與注液管30連接，用于向?qū)嶒?yàn)試樣90內(nèi)注入模擬壓裂液，以實(shí)現(xiàn)致裂實(shí)驗(yàn)試樣90。每個(gè)圍壓泵22均與一個(gè)膠囊的膠囊口對(duì)應(yīng)連接，用于向?qū)嶒?yàn)試樣90施加最大水平應(yīng)力，最小水平應(yīng)力和垂直應(yīng)力，以模擬地層應(yīng)力狀態(tài)。
[0028]進(jìn)一步地，每個(gè)圍壓泵22與對(duì)應(yīng)的膠囊之間的連接管道上均依次設(shè)置有用于調(diào)整圍壓大小的壓力控制閥23、用于指示圍壓大小的壓力表24和用于卸載圍壓的放空閥25。上述壓力控制閥23、壓力表24和放空閥25均為7個(gè)。
[0029]數(shù)據(jù)采集組件50還包括壓力數(shù)據(jù)記錄儀51，壓力數(shù)據(jù)記錄儀51與伺服控制注入泵21電連接，用于實(shí)時(shí)記錄孔眼壓力大小和變化規(guī)律。
[0030]如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例中的注液管30包括孔眼段，每個(gè)導(dǎo)電線圈40的軸線均與注液管30的軸線重合，且導(dǎo)電線圈40的內(nèi)徑大于注液管30的外徑，多個(gè)導(dǎo)電線圈40中包括三個(gè)第一線圈和多個(gè)第二線