[发明专利]一种一体式支撑剂平板输送实验装置及其制备方法

权利要求书

1.一种一体式支撑剂平板输送实验装置，其特征在于，包括一条主人工裂缝单元、多条次人工裂缝单元、裂缝滤失单元；所述主人工裂缝和次人工裂缝单元由有机玻璃平板构成，所述有机玻璃平板为一体式结构，呈连续、整体、多分支状空间形态；所述裂缝滤失单元由均匀分布在有机玻璃平板上的滤失孔组成。

2.根据权利要求1所述的主人工裂缝单元，其特征在于，裂缝起始端上方设有进液口，裂缝末端设有排液口。

3.根据权利要求1所述的一体式支撑剂平板输送实验装置，其特征在于，所述主人工裂缝单元之间的缝宽随着沿排液口的方向减小；所述次人工裂缝单元之间的缝宽随着远离主人工裂缝单元的方向减小。

4.根据权利要求1所述的有机玻璃平板，其特征在于，有机玻璃平板内的表面呈现凹凸不平的粗糙度。

5.根据权利要求1所述的裂缝滤失单元，其特征在于，组成裂缝滤失单元的滤失孔孔眼直径为1-3mm。

6.根据权利要求4所述的滤失孔，其特征在于，所述滤失孔带有两层交错设置的不锈钢滤网，所述滤网的网眼直径为0.1-0.8mm。

7.一种一体式支撑剂平板输送实验装置的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：依据压裂软件模拟出的裂缝形态，设计并准备一体式支撑剂平板输送实验装置所需要的模具；

S2：在烧瓶中加入甲基丙烯酸甲酯单体与占单体质量0.1-0.5％的引发剂，磁力搅拌使之溶解，将体系温度升至80-90℃，观察体系黏度，直至体系呈胶状后停止加热，迅速冷却至室温后得到预聚体；

S3：将步骤S2制备一半体积的预聚体均匀缓慢浇注到模具中，在50-60℃温度下使预聚体在模具中聚合，直至模具内的体系呈较软的固体胶状；将剩余一半体积的预聚体再均匀缓慢浇注至模具中，在50-60℃温度下使预聚体在模具中继续聚合，直至模具内的体系呈较硬的固体胶状；

S4：将模具置于90-110℃温度下高温聚合，经冷却脱模，得到一体式支撑剂平板输送实验装置。

8.根据权利要求7所述的引发剂为过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种或者两种。

9.根据权利要求7中所述步骤S1的模具，其特征在于，模具有两种，一种为根据压裂软件模拟出的裂缝形态而设计的主模具，另一种为密封主模具的模具侧盖。

10.根据权利要求9所述的模具侧盖，其特征在于，模具侧盖可通过密封胶密封主模具，所述密封胶为环氧树脂。

11.根据权利要求7所述的步骤S3中的第一次聚合时间为3-4小时。

12.根据权利要求7所述的步骤S3中的第二次聚合时间为4-5小时。

13.根据权利要求1所述的一种一体式支撑剂平板输送实验装置，其特征在于，还包括一体式支撑剂平板输送实验的实验方法，步骤如下：

T1：根据相似原理，基于现场水力压裂施工设计资料，计算实验所需的支撑剂用量、压裂液液量、压裂液排量等；

T2：根据步骤T1所计算出来的实验所需材料，配制压裂液与准备多种支撑剂；

T3：选取步骤T2中的支撑剂与压裂液混合搅拌，向实验装置的进液口中泵入携砂压裂液；

T4：跟踪支撑剂在主人工裂缝单元与次人工裂缝单元的运移轨迹，收集压裂液滤失的液体，计算支撑剂的垂直沉降速度与水平移动速度；观察支撑剂在主人工裂缝单元与次人工裂缝单元的占比，记录二者所形成的砂堤形态。

T5：用清水反复清洗平板装置；更换其他支撑剂或压裂液，重复步骤T3-T4。