[发明专利]一种脉冲加砂压裂中间顶替液的泵注装置及工作方法

权利要求书

1.一种脉冲加砂压裂中间顶替液泵注装置，其特征在于，包括中间顶替液泵机组、混砂车泵机组、储液罐、电脑控制系统、模拟井筒和可视平板裂缝装置，混砂车泵机组与中间顶替液泵机组的出口共同接入模拟井筒，混砂车泵机组与中间顶替液泵机组的入口分别与储液罐相连，模拟井筒与可视平板裂缝装置连接，电脑控制系统分别与混砂车泵机组、中间顶替液泵机组连接。

2.根据权利要求1所述的脉冲加砂压裂中间顶替液泵注装置，其特征在于，模拟井筒包括外壳和内套，外壳在纵向上设有一条间隙，间隙与可视平板裂缝装置连接；内套与外壳旋转连接，内套管壁上沿周向分布有至少1列射孔，每一列射孔的射孔数目各不相同，优选的，内套管壁上沿周向分布有5列射孔，5列射孔的射孔数目分别为6孔、7孔、8孔、9孔、10孔。

3.根据权利要求1所述的脉冲加砂压裂中间顶替液泵注装置，其特征在于，所述脉冲加砂压裂中间顶替液泵注装置还包括收集管汇，收集管汇与可视平板裂缝装置相连，收集管汇通过管汇与储液罐相连，优选的，所述收集管汇与储液罐之间设有滤筛装置和输送泵。

4.根据权利要求1所述的脉冲加砂压裂中间顶替液泵注装置，其特征在于，所述混砂车泵机组、中间顶替液泵机组接入模拟井筒的一端均设有单向阀。

5.根据权利要求1所述的脉冲加砂压裂中间顶替液泵注装置，其特征在于，所述混砂车泵机组、中间顶替液泵机组接入模拟井筒的一端均设有电磁流量计。

6.根据权利要求1所述的脉冲加砂压裂中间顶替液泵注装置，其特征在于，储液罐上端设有搅拌器。

7.根据权利要求1所述的脉冲加砂压裂中间顶替液泵注装置，其特征在于，可视平板裂缝装置为可调节缝宽的裂缝装置，包括加压装置，加压装置用以提供闭合压力，优选的，缝宽调节范围为2mm～10mm，可视平板裂缝装置表面材质为透明有机玻璃。

8.根据权利要求1所述的脉冲加砂压裂中间顶替液泵注装置，其特征在于，所述电脑控制系统分别与混砂车泵机组、中间顶替液泵机组各自内部的泵送时间装置、管汇开关相连，电脑控制系统用以控制混砂车泵机组和中间顶替液泵机组进行间隔交替泵入，控制参数包括脉冲时间、脉冲频率、混砂车泵机组与中间顶替液泵机组各自的泵送流量，优选的，所述混砂车泵机组与中间顶替液泵机组的泵送流量均为≤60L/min。

9.一种利用如上述所述脉冲加砂压裂中间顶替液泵注装置的工作方法，包括步骤如下：

(1)连接泵注装置，检测整个装置的密封性；

(2)在储液罐中，按照要求配置胍胶压裂液基液，并使用储液罐上方的搅拌器将压裂液基液充分搅拌均匀；

(3)在电脑控制系统中设定泵送控制程序，设定控制参数包括中间顶替液与携砂液的脉冲时间、脉冲频率、混砂车泵机组与中间顶替液泵机组各自的泵送流量；选择需要的射孔数目，旋转模拟井筒的内套，使具有所需射孔数目的这一列射孔与外壳的间隙对齐；

(4)向混砂车泵机组中泵入储液罐中的压裂液基液，并向混砂车泵机组中加入支撑剂和所需纤维，充分与压裂液基液混合均匀后，加入其他压裂液添加剂，形成脉冲加砂压裂中的携砂液；在中间顶替液泵机组中泵入压裂液基液，与其他压裂液添加剂混合后形成中间顶替液；优选的，所述混砂车泵机组中携砂液的砂比≤80％，所述砂比为体积比；

(5)停止储液罐上的搅拌器，开启电脑控制系统中设定好的泵送控制程序，进行泵注操作，脉冲式泵入携砂液和中间顶替液，形成支撑剂段塞；

(6)停止混砂车泵机组与中间顶替液泵机组的泵送，改变可视平板裂缝的闭合压力，观察记录支撑剂段塞形成的完整性、段塞间通道的畅通性、支撑剂的沉降速度以及水平运移速度；

(7)实验结束后，清理所述装置，准备下一组实验：改变步骤(4)中携砂液的砂比，和步骤(3)中的脉冲时间、脉冲频率、混砂车泵机组与中间顶替液泵机组各自的泵送流量、射孔数目，重复步骤(5)至(6)，通过观察记录支撑剂段塞形成的完整性、段塞间通道的畅通性、支撑剂的沉降速度以及水平运移速度，优选出符合支撑剂段塞实际要求的实验参数。

10.根据权利要求9所述的工作方法，其特征在于，还包括步骤(8)，收集管汇收集多余液体，通过滤筛装置的滤筛后，由输送泵泵入储液罐中。