[发明专利]一种大型压裂液携砂能力动态测试装置和方法

权利要求书

1.一种大型压裂液携砂能力动态测试装置，它由混料罐（1）、螺杆泵（3）、质量流量计（7）、进出口扩散器（8）、矩形模型（10）和渣液收集罐（15）构成，其特征在于：混料罐（1）的流出端通过球阀VDa（2）和管路与螺杆泵（3）的流入端连通，螺杆泵（3）的流出端分为两条支路，一条通过球阀VDb（5）、管路、质量流量计（7）和进出口扩散器（8）与矩形模型（10）的输入端连通，另一条通过球阀VDc（6）和管路与渣液收集罐（15）连通；矩形模型（10）的流出端连接有进出口扩散器（8），矩形模型（10）的流出端经过进出口扩散器（8）后分为两条支路，一条通过管路和球阀VDd（13）与渣液收集罐（15）连通，另一条通过管路和VDe（14）与混料罐（1）的上部连通。

2.根据权利要求1所述的一种大型压裂液携砂能力动态测试装置，其特征在于：所述的螺杆泵（3）上设置有频率调节器（4）。

3.根据权利要求1所述的一种大型压裂液携砂能力动态测试装置，其特征在于：所述的矩形模型（10）由模型边框（20）、固定玻璃（21）、固定压板（22）、固定玻璃密封垫（23）、直线导轨（24）、活动压板（25）、缝宽调节螺丝（26）、方形密封条（27）、活动玻璃（28）和活动压板固定螺丝（29）构成，模型边框（20）的一侧依次安装固定玻璃密封垫（23）、固定玻璃（21）和固定压板（22），并通过螺栓把固定压板（22）与模型边框（20）固定，模型边框（10）另一侧的上下边框通过直线导轨（24）设置有活动压板（25），活动压板（25）上通过螺栓固装有活动玻璃（28），活动玻璃（28）和活动压板（25）之间的密封槽内设置有方形密封条（27），活动压板（25）上安装有缝宽调节螺丝（26），活动压板（25）四周通过活动压板固定螺丝（29）与模型边框（20）连接固定。

4.根据权利要求1或3所述的一种大型压裂液携砂能力动态测试装置，其特征在于：所述的矩形模型（10）通过旋转支座（18）和倾斜调节螺杆（19）与模型支架（16）连接。

5.根据权利要求4所述的一种大型压裂液携砂能力动态测试装置，其特征在于：所述的矩形模型（10）与模型支架（16）之间安装有渣液收集槽（17）。

6.根据权利要求4或5所述的一种大型压裂液携砂能力动态测试装置，其特征在于：所述的矩形模型（10）能实现与竖直方向0-45°范围内的倾角调节。

7.根据权利要求4或5所述的一种大型压裂液携砂能力动态测试装置，其特征在于：所述的旋转支座（18）上设置有显示矩形模型（10）与竖直方向倾角的量角器。

8.根据权利要求1或3所述的一种大型压裂液携砂能力动态测试装置，其特征在于：所述的矩形模型（10）流入端上方装有压力显示器（9），流出端上方装有出口排气阀（11），矩形模型（10）的底部呈间隔状装有快开排渣堵头（12）。

9.根据权利要求1或3所述的一种大型压裂液携砂能力动态测试装置，其特征在于：所述的进出口扩散器（8）一端为圆形，与管道连接；另一端为长条形，与矩形模型（10）的缝隙连接。

10.根据权利要求1所述的一种大型压裂液携砂能力动态测试装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）根据井场地质资料设计实验方案，实验方案应包括但不限于以下内容：压裂液配方及性能指标、支撑剂粒径及比重、砂比、流速、缝宽与倾角；

2）压裂液的配制及性能测试；

3）按照实验方案分别调整测试装置的缝宽和倾角；

4）分别开展不同流速、不同支撑剂和砂比在不同压裂液条件下的携砂能力测试，记录砂堤形成的时间和高度以及沉降过程中可能出现的拐点或长度等分位置；

5）研究压裂液性能如比重、流体粘度对携砂能力的相对影响，研究流速、支撑剂比重、砂比、裂缝宽度及角度对携砂能力的相对影响；

6）综合评估压裂液的携砂能力，优先筛选合适的油气压裂用压裂液和支撑剂，调整优化现场施工方案。