[发明专利]一种检测气相压裂工作压力及压裂效果的实验装置及方法

权利要求书

1.一种检测气相压裂工作压力及压裂效果的实验装置，其特征在于：所述检测气相压裂工作压力及压裂效果的实验装置包括承载基座、实验腔、密封盖、承载弹簧、机械压力传感器、流体压力传感器、气相压裂装置、增压泵、压力检测实验腔、压裂效果检测实验腔、控制阀、限压阀、控制导线及驱动电路，所述承载基座为横断面呈矩形且轴线与水平面平行分布的框架结构，所述实验腔与承载基座上端面连接并与承载基座轴线平行分布，所述实验腔为轴向截面呈矩形的空心管状结构，其前端面及后端面均与密封盖连接，并与密封盖共同构成密闭腔体结构，所述密封盖中，其中一个密封盖上设导流口，所述导流口通过导流管与增压泵连通且导流管与导流口及增压泵连接位置处均设控制阀，另一个密封盖上设进线孔，所述控制导线通过进线孔一端与驱动电路电气连接，另一端与气相压裂装置电气连接，所述实验腔侧表面设至少两个引流口，所述引流口中，其中至少一个引流口通过导流管与压力检测实验腔连通，另至少一个引流口通过导流管与压裂效果检测实验腔连通，且压力检测实验腔、压裂效果检测实验腔与导流管间均通过限压阀连通，压力检测实验腔、压裂效果检测实验腔与实验腔连接的导流管上另设一个控制阀，所述气相压裂装置嵌于实验腔内，与实验腔轴线平行分布，所述气相压裂装置两端分别通过承载弹簧与实验腔两端的密封盖相抵，所述承载弹簧与气相压裂装置同轴分布，且承载弹簧两端分别通过机械压力传感器分别密封盖及气相压裂装置连接，所述流体压力传感器若干，且每条导流管上均设至少一个流体压力传感器，所述增压泵、压力检测实验腔、压裂效果检测实验腔及驱动电路均与承载基座连接，且所述驱动电路分别与机械压力传感器、流体压力传感器、气相压裂装置、增压泵、压力检测实验腔、压裂效果检测实验腔、控制阀、限压阀电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种检测气相压裂工作压力及压裂效果的实验装置，其特征在于：所述的承载基座上端面通过至少两条滑槽与实验腔外侧面滑动连接，且实验腔下端面与承载基座上端面间间距为1-20厘米，且实验腔下端面与承载基座上端面间通过若干弹性垫块相互连接，所述弹性垫块沿实验腔轴线方向均布，相邻两个弹性垫块间间距为实验腔长度的1/5-1/3。

3.根据权利要求1所述的一种检测气相压裂工作压力及压裂效果的实验装置，其特征在于：所述的压力检测实验腔包括承压腔、机械压力传感器、排气阀及接线端子，其中所述承载腔为轴向截面呈矩形的密闭腔体，其上端面设一个排气口，下端面设一个注水口，其中所述排气口和注水口均与承载腔同轴分布，其中所述排气口与排气阀连通，注水口通过限压阀与导流管连通，所述机械压力传感器至少四个，嵌于承载腔内并环绕承载腔轴线均布，所述接线端子至少一个，嵌于承压腔外表面，并分别与机械压力传感器、排气阀及驱动电路电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种检测气相压裂工作压力及压裂效果的实验装置，其特征在于：所述的压裂效果检测实验腔包括检测承压腔、液压囊袋、排气阀及接线端子，所述检测承压腔为圆柱体的密闭腔体结构，所述液压囊袋嵌于检测承压腔内，并为与检测承压腔同轴分布的闭合环状结构，所述液压囊袋内径与检测承压腔内表面连接，且内径为检测承压腔内径的10%-90%，所述检测承压腔上端面设一个排气口，下端面设一个注水口，且所述排气口和注水口与承压腔同轴分布并与液压囊袋连通，同时所述排气口与排气阀连通，注水口通过限压阀与导流管连通。

5.根据权利要求1所述的一种检测气相压裂工作压力及压裂效果的实验装置，其特征在于：所述的压力检测实验腔、压裂效果检测实验腔中，一个压力检测实验腔和一个压裂效果检测实验腔构成一个检测工作组，且当检测工作组数量为两个及两个以上时，各检测工作组间均沿实验腔轴线方向分布，且同一检测工作组中压力检测实验腔、压裂效果检测实验腔所连接的限压阀设定的工作压力值相同。

6.根据权利要求1所述的一种检测气相压裂工作压力及压裂效果的实验装置，其特征在于：所述的实验腔为横断面呈圆柱体的空心管状结构，其内径不小于200mm，外径不小于280mm，实验腔耐压强度不小于500MPa。