[发明专利]模拟复杂裂缝铺砂的装置及方法

权利要求书

1.一种模拟复杂裂缝铺砂的装置，其特征在于，包括：复杂裂缝模拟结构、围压设备、混砂设备、第一注入泵和控制模块；

所述复杂裂缝模拟结构包括一条主裂缝组件、与所述主裂缝组件相连通的至少一条次裂缝组件、以及与所述至少一条次裂缝组件相连通的至少一条三级裂缝组件；

所述裂缝组件由平行设置的两块透明平板以及将所述两块透明平板内壁之间的缝隙密封的包边框组成，所述包边框沿垂直于所述透明平板的方向形成用于所述两块透明平板滑动的滑槽；所述包边框的一对平行边框上固接有用于注入液体的入口接头和用于排出液体的出口接头，所述两块透明平板外壁上固接有用于连通其他裂缝组件连通接头，所述入口接头、所述出口接头和所述连通接头均可密封；

所述围压设备为带有第一端口和第二端口的密封透明箱体，所述围压设备中充满具有预设压强的水时，容置于所述围压设备中的所述复杂裂缝模拟结构受到周围水的压力；

所述混砂设备用于将压裂液与支撑剂混合成混砂液，所述混砂设备的输出端口通过第一管线与所述第一注入泵的输入端口连接；

所述第一注入泵的输出端口通过穿过所述第一端口的第二管线与所述主裂缝组件的入口接头连接，以向所述主裂缝组件中输送前置液或混砂液；

所述控制模块通过调节安装于所述第二管线上的流量调节阀控制所述第一注入泵向所述主裂缝组件注入前置液或者混砂液的排量；

至少一个支撑杆，所述支撑杆为带有锁死部件的长度可调的伸缩杆；

每个所述支撑杆的两端可转动地连接于相邻的两个所述次裂缝组件之间，或者每个所述支撑杆的两端可转动地连接于相邻的两个所述三级裂缝组件；

当所述支撑杆锁死时，每个所述支撑杆刚性连接相邻的两个所述次裂缝组件、或者刚性连接相邻的两个所述三级裂缝组件；

所述两块透明平板的内壁上粘贴有表面粗糙的透明膜层。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述裂缝组件包括多个所述入口接头和多个所述出口接头，所述入口接头沿所在边框的长度方向均匀分布，所述出口接头沿所在边框的长度方向均匀分布；

相应地，所述第一注入泵的输出端口通过穿过所述第一端口的第二管线与所述主裂缝组件的多个入口接头连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述裂缝组件包括多组连通接头，每组连通接头沿所述入口接头所在边框的长度方向均匀分布；

所述主裂缝组件的一组连通接头与所述次裂缝组件的入口接头通过软管对应连接，所述主裂缝组件与所述次裂缝组件之间的角度可调；

所述次裂缝组件的一组连通接头与所述三级裂缝组件的入口接头通过软管对应连接，所述次裂缝组件与所述三级裂缝组件之间的角度可调。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括背压装置，

所述背压装置与所述主裂缝组件的多个出口接头连接，用于向所述主裂缝组件内输送气体，以产生自所述主裂缝组件的出口接头向入口接头方向的气体压力。

5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，还包括：

安装于每个所述裂缝组件上的微距传感器，

所述微距传感器第一部件和第二部件分别安装于所述裂缝组件的两块透明平板上，且所述第一部件与所述第二部件的位置连线垂直于所述两块透明平板，用于测量所述裂缝组件的两块透明平板之间的距离。

6.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，还包括：第二注入泵，

所述第二注入泵与各所述裂缝组件的多个出口接头连接，用于向所述主裂缝组件内注水，以增加所述裂缝组件中的前置液或者混砂液自出口接头向入口接头方向的流动速度。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：第三注入泵和排水设备，

所述第三注入泵通过穿过所述第一端口的第三管线向所述围压设备注水；

所述排水设备用于通过所述第二端口将所述围压设备内的水排出。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所围压设备外部包裹有金属框架。