[发明专利]一种页岩可视化暂堵压裂物理模拟实验装置及方法

权利要求书

1.一种页岩可视化暂堵压裂物理模拟实验装置，用于通过岩石试块模拟地下岩体结构，并对所述岩石试块的内部进行裂隙和封堵试验，所述岩石试块上设置有注浆孔，其特征在于，所述实验装置包括：注浆装置、试验装置、图像检测装置和数据处理终端；所述注浆装置与所述试验装置连接，用于向所述试验装置内注入第一试验液体或第二试验液体；所述试验装置的内部用于容置所述岩石试块，所述试验装置用于接收所述第一试验液体并将其通过注浆孔导入至所述岩石试块的内部，且所述第一试验液体将所述岩石试块的内部压裂形成缝隙结构；所述试验装置还用于接收所述第二试验液体并将其通过注浆孔导入至所述岩石试块的缝隙结构内，且所述第二试验液体将所述岩石试块内部的缝隙结构进行封堵，形成与所述缝隙结构相一致的固体结构物；所述图像检测装置与所述试验装置连接，用于获取所述岩石试块内的所述缝隙结构的图像信息；所述数据处理终端用于接收所述图像检测装置获取的所述图像信息，并依据DIC图像处理技术对所述图像信息进行处理，得到用于表征所述岩石试块内缝隙结构扩展规律的处理数据；

所述试验装置包括：前挡板、后挡板、一对侧向加载板；所述前挡板和后挡板相对设置，用于将所述岩石试块夹持在内，所述后挡板上设置有若干连接孔，用于连通所述注浆装置；所述一对侧向加载板对应设置在前挡板和后挡板一对相对侧边，并将所述岩石试块限制在所述前挡板和后挡板内部；

所述试验装置还包括：一对PC板，所述一对PC对应设置在所述前挡板和所述后挡板之间，其中一所述PC板与前挡板紧贴，且所述其中一所述PC板与所述前挡板相对的侧壁均设置有连接槽；另一所述PC板与后挡板紧贴，且所述另一所述PC板与所述后挡板相对的侧壁上均设置有连接槽；其中，每一所述连接槽内均设置有密封圈；

所述注浆装置包括柱塞泵、中间容器和输送管道；所述柱塞泵连通外部的注浆容器，所述柱塞泵通过输送管道与所述中间容器连通，并将所述第一试验液体或第二试验液体抽送至所述中间容器；所述中间容器用于临时储存由所述柱塞泵抽取的所述第一试验液体或第二试验液体；所述输送管道的起始端连接所述柱塞泵，所述输送管道的中间节段连通所述中间容器，所述输送管道的末尾端穿过所述后挡板的连接孔并连通于所述岩石试块的所述注浆孔，以将所述第一试验液体或第二试验液体输送至所述岩石试块的注浆孔；

所述第一试验液体包括不含暂堵剂的压裂液，所述第二试验液体包括含有暂堵剂的压裂液，所述不含暂堵剂的压裂液包括滑溜水，所述含暂堵剂的压裂液包括交联瓜胶。

2.根据权利要求1所述的页岩可视化暂堵压裂物理模拟实验装置，其特征在于：

所述注浆装置还包括手压泵，所述手压泵连通所述侧向加载板。

3.根据权利要求1所述的页岩可视化暂堵压裂物理模拟实验装置，其特征在于：

所述前挡板的中部设置有贯穿槽，所述图像检测装置设置于所述贯穿槽内，用于获取所述岩石试块位于所述贯穿槽的范围内的图像信息。

4.根据权利要求3所述的页岩可视化暂堵压裂物理模拟实验装置，其特征在于：

所述贯穿槽的槽壁上设置有若干LED灯源，所述LED灯源的照射方向朝向所述岩石试块。

5.根据权利要求1-4任一项所述的页岩可视化暂堵压裂物理模拟实验装置的试验方法，用于通过岩石试块模拟地下岩体结构，并对所述岩石试块的内部进行裂隙和封堵试验，所述岩石试块上设置有注浆孔，所述实验装置包括注浆装置、试验装置、图像检测装置和数据处理终端，所述注浆装置与所述试验装置连接，所述岩石试块设置在所述试验装置内，其特征在于，所述方法包括：

通过所述注浆装置先向所述试验装置内注入第一试验液体，使所述岩石试块发生压裂，并形成缝隙结构；然后，再通过所述注浆装置向所述试验装置内注入第二试验液体，使所述岩石试块的裂隙发生封堵，并形成与所述缝隙结构一致的固体结构物；通过所述图像检测装置获取所述试验装置内的所述岩石试块内的缝隙结构的图像信息；利用所述数据处理终端对所述图像信息进行处理，得到用于表征所述岩石试块内缝隙结构扩展规律的处理数据；

所述通过所述图像检测装置获取所述试验装置内的所述岩石试块内的缝隙结构的图像信息包括以下步骤：向所述试验装置内注入第一试验液体时，实时监测所述缝隙结构的图像；通过所述注浆装置向所述试验装置内注入第二试验液体，使所述岩石试块的裂隙发生封堵，并形成与所述缝隙结构一致的固体结构物后，取出所述固体结构物，并获取所述固体结构物的图像信息。