[发明专利]一种压裂用支撑剂压力实验机及方法

说明书

本发明提供了一种压裂用支撑剂压力实验机及方法，包括破碎室、施压设备和设于破碎室的活塞，施压设备作用于活塞，还包括样品扫平器，所述样品扫平器与破碎室配套，所述破碎室顶部设有可拆卸盖板，所述样品扫平器顶部穿过盖板。本发明提供的这种压裂用支撑剂压力实验机，通过扫平器对支撑剂进行扫平，使支撑剂均匀的铺在破碎室内腔底面，提高了实验精度、减少实验风险源，有效提高工作效率，有利于实验室标准化管理。

技术领域

本发明属于油气田压裂酸化用实验设备技术领域，具体涉及一种压裂用支撑剂压力实验机及方法。

背景技术

压裂液和添加剂混合一起泵入地层，产生裂缝，并把支撑剂携带至缝内，返排后支撑剂使裂缝张开。支撑剂的作用是在产生裂缝后使裂缝张开，因此其强度至关重要，支撑剂必须足以承受闭合压力。支撑裂缝在地层有效地应力作用下取得与保持长期较高的导流能力是油井稳产的关键。

支撑剂的破碎率对支撑裂缝导流能力有影响，所以在使用的支撑剂应达到其规定要求。由于破碎率较高的支撑剂长期导流能力下降幅度较大，因此在现场压裂时优先使用破碎率较低的支撑剂可获得较高的裂缝导流能力。支撑剂的破碎率是检验支撑剂是否合格的重要标准。

目前所用标准SY/T5108-2014《水力压裂和砾石充填作业用支撑剂性能测试方法》中，要求将样品倒入破碎室，然后放入破碎室的活塞，旋转180度（不建议旋转180度，建议震动破碎室，使得样品均匀的铺在底部），将带有样品的破碎室放在压机台面。该直径76.2mm的破碎室质量大约2kg，通过震动破碎室使得样品均匀的铺在底部的方法不太容易实现：1、破碎室质量太大，手持破碎室震动的风险比较大，砸到地上或者脚上容易出安全事故。2、手持破碎室震动样品，样品均匀分布差异性大，只能定性大概均匀分布，无法量化确定支撑剂铺置均匀的程度。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的上述问题，提高实验精度、减少实验风险源，有效提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种压裂用支撑剂压力实验机，包括破碎室、施压设备和设于破碎室的活塞，施压设备作用于活塞，还包括样品扫平器，所述样品扫平器与破碎室配套，所述破碎室顶部设有可拆卸盖板，所述样品扫平器顶部穿过盖板。

所述样品扫平器包括扫平杆、样品盖板和旋转手柄，所述扫平杆穿过破碎室的盖板，所述扫平杆的中部均设有与盖板螺纹连接的外螺纹，所述扫平杆的上端螺纹连接旋转手柄，下端连接样品盖板，所述样品盖板形状大小与破碎室内腔横截面相同；

所述旋转手柄的下端固定连接厚度针，所述厚度针依次穿过扫平杆和样品盖板后下端连接水平设置的扫平封板，所述厚度针可随旋转手柄的旋转在扫平杆内周向运动，所述扫平封板的长度等于破碎室内腔内径。

所述厚度针的上端穿过旋转手柄后两者固定连接，且厚度针的上端连接水平设置的旋转表盘，所述旋转表盘的旋转指针与厚度针连接。

所述活塞顶端面设有抓环槽和抓环，所述抓环与活塞铰接且与抓环槽配合。

本发明还提供了一种压裂用支撑剂压力实验方法，使用压裂用支撑剂压力实验机，将实验量的压裂用支撑剂置于破碎室内腔中，根据压裂用支撑剂在破碎室内腔的高度，调整扫平器下端与破碎室内腔底部的距离，调好后装入扫平器对压裂用支撑剂进行扫平，使压裂用支撑剂铺置均匀，之后将活塞放入破碎室内腔，通过施压设备对活塞施压，测试压裂用支撑剂在特定压力下的破碎率。

一种压裂用支撑剂压力实验方法，具体包括以下步骤：