[发明专利]一种真三轴水力压裂缝网扩展二维可视试验装置与试验方法

权利要求书

1.一种真三轴水力压裂缝网扩展二维可视试验装置与试验方法，其特征在于，该试验装置包括可视化真三轴腔体、承载支架、加载单元、致裂单元和监测单元。

所述可视化真三轴腔体包括透视盖板、加载腔、密封盖板；所述透视盖板包括带有透视孔的上盖板、密封圈和高压玻璃；所述加载腔包括第一加载板、第二加载板、第三加载板、导向管、带有压裂管的承载板、进液孔和线路孔；所述密封盖板包括第四加载板、下盖板；

所述承载支架包括刹车电机、转轴，所述刹车电机可以通过转动转轴，使可视化真三轴腔体旋转；

所述加载单元包括加载管、加载泵，所述加载泵通过加载管与进液孔连接；

所述致裂单元包括压裂泵、高压软管，所述压裂泵通过高压软管与压裂管连接；

所述监测单元包括应变仪、应变片、信号线、数码相机，所述应变片将应变仪和由线路孔引出的信号线连接，所述数码相机通过透视孔和高压玻璃拍摄试块表面的裂缝。

2.根据权利要求1所述的一种真三轴水力压裂缝网扩展二维可视试验装置，其特征在于，所述第一加载板、第二加载板位于水平方向，所述第三加载板位于试块的下方，所述第四加载板位于试块的后方。

3.根据权利要求1所述的一种真三轴水力压裂缝网扩展二维可视试验装置，其特征在于，所述高压玻璃可承受压力为20MPa。

4.根据权利要求1所述的一种真三轴水力压裂缝网扩展二维可视试验装置，其特征在于，所述试块为横界面为正方形的长方体。

5.根据权利要求1所述的一种真三轴水力压裂缝网扩展二维可视试验装置，其特征在于，所述腔体可以旋转，并且方便拆卸。

6.根据权利要求1所述的一种真三轴水力压裂缝网扩展二维可视试验装置，其特征在于，密封性好，可向其中充气体，最大承压能力5MPa。

7.一种如权利要求1～6之一所述的一种真三轴水力压裂缝网扩展二维可视试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、制备横界面为正方形的长方体试块，在试块上表面的中心位置向下钻孔，钻孔长度为试块高度的1/3；

(2)、将中空的密封管伸入钻孔中，并采用环氧树脂对钻孔和密封管的间隙进行密封，密封长度为钻孔的3/4；

(3)、在试块表面指定位置粘贴若干应变片，采用信号线连接应变片与应变仪；

(4)、将密封好的试块表面包裹一层透明的聚乙烯膜，并放置于可视化真三轴腔体中，使压裂管与密封管连接；

(5)、将可视化真三轴腔体、承载支架、加载单元、致裂单元和监测单元依次连接好，并打开承载支架上的电机，使可视化真三轴腔体旋转，直到压裂管处于竖直方向；

(6)、打开加载泵，对试块施加指定的应力；

(7)、打开数码相机和应变仪，通过高压玻璃对试块表面进行观测；

(8)、打开压裂泵，开始向试块内注入高压水进行压裂试验，利用应变仪实时采集试块表面的变形，利用数码相机实时监测试块表面裂缝的扩展行为。