[发明专利]模拟水力压裂裂缝和天然裂缝扩展影响的实验装置及方法

摘要

本发明涉及一种模拟水力压裂裂缝和天然裂缝扩展影响的实验装置及方法。采用钢管模拟压裂管柱，浇铸成平面岩石试样并进行养护，然后制备带有随机斑点的岩石试样；然后将试样放置于可调节水力压裂腔内，对式样两侧施加不等的地应力，然后再通过压裂管柱注入压裂液，同时应用高速摄像机拍摄水力压裂过程中的裂缝扩展情况，利用应变仪收集水力压裂过程中的岩体变形情况，并检测泵注压力和应变变化。本发明可以直观的对水力裂缝和天然裂缝之间的相互作用力学关系进行分析，并可精确研究流量在相遇天然裂缝后的分配问题，同时对水力压裂的起裂规律、因水力裂缝扩展导致的岩体变形、不同强度天然裂缝张开、重启或者错断等复杂力学行为进行直观观测。

主权项

一种模拟水力压裂裂缝和天然裂缝扩展影响的实验装置，其特征是：包括数据处理计算机终端（1）、图像监测模块（2）、数据采集模块（3）、高清高速摄像机（4）、白光光源（5）、水力压裂物理模拟实验腔（6）、伺服控制注入泵（8）、模数转换模块（9）、模拟压裂井筒（11）、围压泵（15），所述高清高速摄像机（4）安装在水力压裂物理模拟实验腔（6）的上方，并通过数据采集模块（3）和图像监测模块（2）连接到数据处理计算机终端（1）；所述水力压裂物理模拟实验腔（6）的两侧分别连接围压泵（15），所述围压泵（15）通过模数转换模块（9）连接到数据处理计算机终端（1）；在所述水力压裂物理模拟实验腔（6）内设有模拟压裂井筒（11），所述模拟压裂井筒（11）的一端通过伺服控制注入泵（8）连接到模数转换模块（9），且在所述水力压裂物理模拟实验腔（6）的一侧安设白光光源（5）。