[实用新型]承压缸及真三轴水力压裂实验装置

说明书

本实用新型公开了一种承压缸，涉及油气藏开采技术领域，包括承压缸本体，承压缸本体内设有一容置部，容置部内用于装设立方体型岩样；承压缸本体包括承压侧板，承压侧板上开设有一长孔，岩样内设置一水平井筒，井筒的一端从岩样的正方形表面的中心伸出，井筒能够穿过长孔与外界设备连接，长孔的宽度大于井筒的直径；本实用新型还公开了一种真三轴水力压裂实验装置，包括：井筒、三个承压钢板、若干个施压装置、外界设备和如上所述的承压缸，岩样未接触承压缸本体的三个临空面分别用于放置三个承压钢板，承压钢板未接触岩样的一面用于和施压装置的施压端接触，本实用新型提供的技术方案能够使一个承压缸满足多种尺寸岩样的实验。

技术领域

本实用新型涉及油气藏开采技术领域，特别是涉及一种承压缸及真三轴水力压裂实验装置。

背景技术

页岩气是指赋存于富含有机质泥页岩中以吸附和游离状态为主要存在方式的天然气，中国资源量丰富，地域分布广泛，页岩气开采能缓解我国常规油气产量不足、煤化石燃料引起环境污染等问题，已成为中国绿色能源开发的重要领域。然而中国页岩气储层存在于复杂山地区域和经历了后期地震的强烈改造，页岩储层以裂隙和微孔为主，层理、节理及夹层发育，储层埋藏深，页岩气赋存环境差，从现有页岩油气开采技术层面看，中国的页岩油气高效开采仍面临诸多理论、方法和工程技术的挑战。其中，水力压裂体积改造和多尺度缝网形成机制是页岩油气高效开采中的基础科学理论和工程技术亟需解决的重要问题。因此，水力压裂物理模拟实验在认识复杂裂缝起裂扩展机理、模拟现场压裂工艺方面就起了至关重要的作用。目前有关水力压裂模拟实验装置的研究现状如下：

(1)申请号为CN201310407768.6的专利申请，公开了一种水力压裂裂缝扩展可视化模拟实验装置，该装置由岩样室、地应力加载单元、模拟压裂管柱、高速摄像机、高压泵注单元、数据测量与采集单元等组成。该装置主要解决的是平面观察水力裂缝扩展的问题，无法实现多尺度三维模型加载。

(2)申请号CN201010612685.7的专利申请，公开了一种煤岩钻孔水力致裂试验装置，该装置包括样品装置系统、围压系统、致裂系统、封闭系统和监测系统，可以在实验室条件下观察裂缝起裂、扩展、延伸变化规律，但是由于样品装置系统体积固定，也无法实现变尺度试样水力压裂试验。

可发现普遍存在一些问题：首先，在进行水力压裂试验时，模型试验系统尺寸固定，容纳的模型体尺寸固定，或者只能进行有限几个固定尺度的试验，无法实现在真三轴受力条件下，连续变尺寸岩样水力压裂试验。其次上述三维模型试验系统只能进行岩石力学试验，或者竖井水力压裂试验，无法进行水平井水力压裂或多段压裂试验。最后已有的真三轴水力压裂承压缸配置操控复杂，仪器设备不但需要占据较大空间，装卸也非常困难，这在空间、经费、人力、物力上都构成较大的消耗。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种承压缸及真三轴水力压裂实验装置，以解决上述现有技术存在的问题，使一个承压缸能够满足多种尺寸岩样的实验。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种承压缸，包括承压缸本体，所述承压缸本体带有一开口，所述承压缸本体内设有一容置部，所述容置部内用于装设立方体型岩样；

所述承压缸本体包括一承压底板、承压侧板和一承压背板，所述承压底板、所述承压侧板和所述承压背板两两垂直，所述承压底板、所述承压侧板和所述承压背板的六个边沿两两相连接，所述岩样与所述承压底板、所述承压背板和所述承压侧板的内侧面紧密接触，所述岩样的任意一横截面呈正方形，所述岩样呈正方形的表面与所述承压侧板紧密接触，所述承压侧板上开设有一长孔，所述长孔的长度方向与水平面的夹角为45°，所述岩样内设置一水平井筒，所述井筒的一端从所述岩样的正方形表面的中心伸出，所述井筒能够穿过所述长孔与外界设备连接，所述长孔的宽度大于所述井筒的直径。

优选的，所述长孔为长圆孔，所述长圆孔的两端均呈圆弧状，所述长圆孔下端的所述圆弧的圆心与所述容置部底面的间距为最小岩样边长的0.5倍。