[发明专利]一种携砂流变仪用转子、携砂流变仪及方法

说明书

本发明提供了一种携砂流变仪用转子、携砂流变仪及方法，属于油气田开发领域。该携砂流变仪用转子包括呈螺旋桨结构的转子体；所述转子体包括转轴和连接在转轴上的至少一组桨叶，各组桨叶从转轴的前端向后端依次排列；每组桨叶包括至少两片桨叶，每组中的各个桨叶的轴线在圆周上均布。本发明针对现有压裂液流变仪转子的不足，设计了一种六桨叶转子，该转子对携砂压裂液的流变性测试非常有效，测试结果准确可靠；本发明在常规压裂液评价流变仪基础上，提出一种具有较大间隙，允许加入高砂比压裂液的流变测量系统，同时该系统转子具有一定搅拌作用，高速剪切下能防止支撑剂沉淀，进而模拟测量高剪切低黏压裂液的携砂性能及机理。

技术领域

本发明属于油气田开发领域，具体涉及一种携砂流变仪用转子、携砂流变仪及方法。

背景技术

水力压裂技术是致密油气田增产的关键措施，能否有效地输送支撑剂成为压裂施工的关键所在，决定了压后增产效果。加强压裂液携砂机理及影响因素的研究对提高压裂效果具有积极的意义。

目前已有的压裂液携砂性能评价方法主要有静态沉砂法、动态裂缝模拟方法以及数值模拟方法。静态沉砂实验只适用于静止或者低剪切速率条件下的携砂状况，在现场应用中实际的沉砂速度小于静态的沉砂速度，该方法具有局限性,不能真实反应压裂时地层和井筒实时携砂状况。动态携砂评价方法通过模拟压裂液在管道和裂缝中实际流动情况，研究支撑剂运移以及铺砂特征，动态评价方法往往是实验现象的直观描述，缺少对压裂液携砂性能机理的分析，而且存在试验工作量大、成本高等问题。目前，压裂液流变特性主要针对压裂液本身，未涉及到压裂液携砂后的流变特性，携砂压裂液流变性能对现场压裂施工具有重要指导意义。

中国专利公开文献CN107030920A公开了一种新型实验用转矩流变仪转子，包括转子体，所述转子体有短棱一，短棱二，短棱三，短棱四，长棱一，长棱二，长棱三，长棱四，转子体的前端面形状向里凹，转子体的后端面形状向外凸，短棱一与长棱一相交，短棱二与长棱二相交，短棱三与长棱三相交，短棱四与长棱四相交，且各相交的长短棱整体呈“S”形，转子的短棱螺旋角为45-65度，转子的长棱螺旋角为30-45度，转子体长棱与短棱轴向长度之比为1.2:1-1.5:1。该发明所述的新型实验用转矩流变仪转子，通过增加转子体螺旋棱的个数、改变转子两端面形状，可以较为准确、高效地研究与分析PVC共混料在加工过程中的塑化行为及热稳定剂对PVC共混料的影响，但其无法对携砂压裂液起到搅拌、混合并且测量其流变性能的效果。

目前压裂液流变性能研究使用的转子为圆柱状转子，转子与转筒之间的间隙很窄，只能测量含有纳米级颗粒的溶液。

常规流变仪的转子为圆柱状，转子和转筒之间的距离为2-5毫米，因此转筒和转子之间间隙小，无法加入支撑剂，同时也不具备搅拌作用，所以其不能用于研究携砂压裂液的流变性能，不能模拟携砂压裂液泵入地层过程中流变性能变化规律，也不能用于评价压裂液动态携砂性能，无法模拟低黏压裂液高剪切速率下携砂情况。目前没有关于携砂压裂液性能研究相关的流变仪转子报道。因此，需要针对携砂压裂液的性能特点研发新型转子系统。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种携砂流变仪用转子、携砂流变仪及方法，对携砂压裂液的流变性能进行评价，进而确定压裂液携砂性能，分析压裂液与支撑剂作用机理。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种携砂流变仪用转子，包括呈螺旋浆结构的转子体；

所述转子体包括转轴和连接在转轴上的至少一组桨叶，各组桨叶从转轴的前端向后端依次排列；

每组桨叶包括至少两片桨叶，每组中的各个桨叶的轴线在圆周上均布。

所有桨叶的形状、尺寸均相同。

沿转轴的轴线方向相邻两组桨叶之间的距离为1-1.5厘米。

优选地，所有桨叶的形状均为矩形。