[发明专利]一种后混合泡沫磨料射流破岩实验系统及实验方法

说明书

本发明公开一种后混合泡沫磨料射流破岩实验系统及实验方法，实验系统包括依次连接的用于泡沫制备的泡沫制备装置、用于增压的泡沫增压装置以及用于形成射流的磨料泡沫射流产生装置，泡沫制备装置将产生的泡沫经加热装置出液端进入到泡沫增压装置的进液端，增压后的泡沫流体经增压缸出液端进入到磨料泡沫射流产生装置中的蓄能器进液端储存。该实验系统设计合理，能够实现泡沫纯射流对破岩性能的影响、泡沫质量对破岩效果的影响以及泡沫磨料射流破岩效果测试等不同物性参数、结构参数和操作参数下泡沫射流对破岩性能影响的实验研究。

技术领域

本发明属于射流破岩实验系统技术领域，具体涉及一种后混合泡沫磨料射流破岩实验系统及实验方法。

背景技术

水平井多级压裂技术成为目前非常规油气田开采的主要方式之一，但是当前非常规油气田多级压裂出现易漏问题，需要用泡沫压裂代替水力压裂技术，泡沫压裂与常规压裂施工相比因其地层伤害小、滤失低、入井液体少、返排迅速及携砂能力强等优点成为了目前非常规油气田储层改造的有效新型手段,另一方面,在严峻的环保形势下,泡沫压裂单井入井液、返排液量少等特点也为压裂返排液处理难题提供了一种解决办法。然而目前泡沫磨料射流对不同岩性的破坏机理尚不明确，并且缺乏参数设置依据，因此，本发明提供一种后混合泡沫磨料射流实验系统，该实验系统设计合理，能够实现泡沫纯射流对破岩性能的影响、泡沫质量对破岩效果的影响以及泡沫磨料射流破岩效果测试等不同物性参数、结构参数和操作参数下泡沫射流对破岩性能影响的实验研究。

发明内容

为了实现对泡沫磨料射流过程中参数的获取，便于对不同岩性的破岩机理进行研究，本发明提供一种后混合泡沫磨料射流实验系统，该实验系统设计合理，能够对不同操作参数、物性参数以及结构参数下的泡沫射流破岩特性进行研究。

一种后混合泡沫磨料射流破岩实验系统，所述实验系统包括依次连接的泡沫制备装置、泡沫增压装置和泡沫磨料射流产生装置，所述泡沫增压装置包括油箱、油泵、第二单向阀、比例溢流阀、电磁换向阀、增压缸、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀和第六单向阀，所述油箱出油端与油泵的进油端相连，油泵的出油端与第二单向阀进油端相连,第二单向阀出油端分别连接比例溢流阀的进油端与电磁换向阀，比例溢流阀的出油端分别连接电磁换向阀和邮箱的进油端，电磁换向阀两个接出端分别与增压缸左右侧高压腔体相连，所述泡沫制备装置制备的泡沫通过高压管路分两路经增压缸与泡沫磨料射流产生装置，一路为泡沫通过高压胶管依次经第三单向阀、增压缸的左侧高压腔体、第四单向阀后与泡沫磨料射流产生装置，另一路为泡沫通过高压胶管依次经第六单向阀、增压缸的右侧高压腔体、第五单向阀后与泡沫磨料射流产生装置，泡沫与磨料在泡沫磨料射流产生装置中混合后喷出。

进一步地，所述泡沫制备装置包括溶液池、第一柱塞泵、闸阀、压力表、起泡剂池、加药泵、泡沫产生装置、加热装置、储气罐、第一单向阀、减压阀、流量计、低温换热系统和第二柱塞泵；溶液池的出液端与第一柱塞泵的进液端相连，第一柱塞泵的出液端连接闸阀与压力表，起泡剂池出液端与加药泵的进液端相连，所述储气罐、第一单向阀、减压阀、流量计、低温换热系统和第二柱塞泵依次连接，压力表出液端、加药泵出液端和第二柱塞泵出液端与泡沫产生装置进液端相连，泡沫产生装置产生的泡沫经加热装置加热后与通过高压管路进入到泡沫增压装置中。

进一步地，所述磨料泡沫射流产生装置包括蓄能器、射流阀、供砂装置、供砂阀和喷嘴；泡沫增压装置输出的承压泡沫进入蓄能器，蓄能器出液端与射流阀进液端相连，射流阀出液端与喷嘴进液端相连，供砂装置出砂端与供砂阀进砂端相连，供砂阀出砂端与喷嘴进砂端相连。