[发明专利]一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法

权利要求书

1.一种室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，该实验方法包括以下步骤：

a)制备试件：拼装预制模具，并将光纤光栅固定在预制模具内，随后，在预制模具内安装模拟井筒，将搅拌好的水泥砂浆倒入预制模具中，待水泥砂浆凝固形成试件后，拆除预制模具并对所述试件进行养护；

b)安装试件：将所述试件安装到真三轴水力压裂模拟装置的围压腔内，在所述真三轴水力压裂模拟装置上连接好注液管线，将所述光纤光栅连接到调制解调器上，所述调制解调器与计算机连接，以测试所述光纤光栅的完整性以及数据的可记录性；

c)水力裂缝缝宽监测测试:通过所述注液管线向所述真三轴水力压裂模拟装置的围压腔内注液以对所述试件施加三向围压，并对所述模拟井筒注液，开启所述光纤光栅及调制解调器动态监测所述试件内的水力裂缝缝宽；

d)剖切试件：待试件内部的水力裂缝到达试件的外表面时，结束测试，卸载三向围压并拆卸注液管线，将所述试件从所述真三轴水力压裂模拟装置中取出，对所述试件进行剖切，观察其裂缝形态。

2.如权利要求1所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，在步骤a)中，所述水泥砂浆是使用重量比为1:1的水泥及石英砂，加水搅拌均匀而成。

3.如权利要求1所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，所述调制解调器采用的光源为激光广谱光源，以保证光源的辐射稳定。

4.如权利要求1所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，在步骤a)中，所述光纤光栅的中间段垂直于所述模拟井筒。

5.如权利要求4所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，在步骤a)中，所述光纤光栅的两端分别以与其中间段呈大于90度的弯曲弧度穿出所述预制模具。

6.如权利要求1所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，在步骤c)中，在对所述试件沿三个方向施加三向围压过程中，沿着所述光纤光栅的中间段的长度方向对试件施加最小主应力，在与所述中间段垂直的另外两个方向分别施加中间主应力及最大主应力，在压裂测试时，使所述试件内部的水力裂缝沿垂直于所述光纤光栅的中间段的方向扩展，其中，最小主应力、中间主应力及最大主应力依次增大。

7.如权利要求6所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，在步骤c)中，在对所述试件施加三向围压时，在三个方向上以相同的增压速率同步施加压力；当其中一个方向上的压力达到设定值时维持恒定，其它两个方向继续施加压力；当三个方向的围压均达到设定值时，维持压力直至测试结束。

8.如权利要求1或5所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，所述预制模具由一底板、一前端板、一后端板及两侧板围合而成，两所述侧板上分别开设有一穿孔，在两所述穿孔间固定一沿水平方向放置的铁丝，将所述光纤光栅的中间段固定在铁丝上。

9.如权利要求8所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，所述模拟井筒的前端固定于所述前端板上，其后端朝向所述后端板，所述光纤光栅的中间段与所述模拟井筒呈相互垂直放置。

10.如权利要求9所述的室内实时动态监测水力裂缝缝宽的实验方法，其特征在于，所述模拟井筒前端的入液口与所述前端板上的进液孔相连通，其后端的出液口处设置有预制裂缝。