[发明专利]一种二氧化碳干法压裂液流变性能评价装置及方法

权利要求书

1.一种二氧化碳干法压裂液流变性能评价装置，其特征在于：包括二氧化碳增压系统、提粘剂注入系统、真空泵(9)和旋转流变仪(13)，还包括六通阀(6)，六通阀(6)的四个阀口分别通过管线与二氧化碳增压系统、提粘剂注入系统、真空泵(9)和旋转流变仪(13)连接，其余的两个阀口分别通过管线连接着压力表(7)和放空阀(8)，所述旋转流变仪(13)还分别连接着空气压缩机(12)、计算机(18)和温控器(17)；

所述二氧化碳增压系统包括依次通过管线连接的二氧化碳气瓶(1)、冷却器(2)、缓冲容器(3)和增压泵(4)，增压泵(4)与六通阀(6)通过管线连接，该管线上串接着质量流量计(5)；

所述提粘剂注入系统包括通过管线连接的提粘剂储罐(10)和高压计量泵(11)，高压计量泵(11)与六通阀(6)管线连接；

所述旋转流变仪(13)包括主机、同轴圆筒测量系统(14)、双狭缝测量转子(15)和外磁环空气轴承(16)，同轴圆筒测量系统(14)和双狭缝测量转子(15)上下相对而设安装在主机上，外磁环空气轴承(16)安装在主机顶部，同轴圆筒测量系统(14)通过管线与六通阀(6)连接。

2.如权利要求1所述的二氧化碳干法压裂液流变性能评价装置，其特征在于：所述同轴圆筒测量系统(14)的容积为70ml，双狭缝测量转子(15)为钛合金材质制成。

3.如权利要求1所述的二氧化碳干法压裂液流变性能评价装置，其特征在于：所述计算机(18)内安装过程控制及数据采集系统(19)和数据管理系统(20)。

4.一种适用于如权利要求1～3中任一权利要求所述的二氧化碳干法压裂液流变性能评价装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，开启旋转流变仪

开启空气压缩机(12)，待空气压缩机(12)输出压力显示为0.2MPa后，再依次开启温控器(17)、旋转流变仪(13)和计算机(18)，温控器(17)控制同轴圆筒测量系统(14)工作温度在-35～180℃；

步骤二，抽真空

打开六通阀(6)中与同轴圆筒测量系统(14)相连的阀门，其余阀门处于关闭状态，开启真空泵(9)，对同轴圆筒测量系统(14)和管路进行抽真空，计算机(18)内的过程控制及数据采集系统(19)的压力显示为-0.09MPa时，抽真空完成；

步骤三，液化二氧化碳

打开二氧化碳气瓶(1)，二氧化碳通过冷却器(2)冷却后进入缓冲容器(3)，得到液态二氧化碳，然后通过增压泵(4)增压，此时打开六通阀(6)中与压力表(7)相连的阀门，以及六通阀(6)中与同轴圆筒测量系统(14)相连的阀门，其余阀门处于关闭状态，液态二氧化碳进入同轴圆筒测量系统(14)内；

步骤四，注入提粘剂

将提粘剂注入提粘剂储罐(10)，六通阀(6)中与压力表(7)相连的阀门处于全开状态，打开放空阀(8)，待放空阀(8)所在的放空管线流出提粘剂后，关闭放空阀(8)，开启高压计量泵(11)，打开六通阀(6)中与同轴圆筒测量系统(14)相连的阀门，提粘剂注入到同轴圆筒测量系统(14)内；

步骤五，测量二氧化碳压裂液的流变参数，并进行数据处理

按照旋转流变仪(13)操作方法进行操作，在计算机(18)上进入过程控制及数据采集系统(19)，根据实验要求，选择工作程序和测量模式，设置温度、升温速率、数据读点频率、剪切速率和实验时间等参数，进行测量，实验结束后，将保存的原始数据导入到数据管理系统(20)，对数据进行处理，得到需要的流变数据和流变曲线。