[发明专利]三轴加载脉冲水力压裂裂缝扩展动态监测试验装置

摘要

本发明公开了一种三轴加载脉冲水力压裂裂缝扩展动态监测试验装置，涉及三轴水力压裂裂缝传递压力监测、裂缝发育及扩展规律研究的物理模拟实验系统平台，主要包括注液控制系统、三轴应力加载系统、缝内水压监测系统和声发射三维动态监测系统。本发明能在模拟不同储层的三轴应力状态下，以不同压力、频率注入各类压裂液体系实现储层水力压裂；并在试验过程中实现三轴伺服加载，实时裂缝传递压力监测及裂缝三维演化的功能，为研究储层三轴水力压裂提供了研究平台。本发明操作简单、智能化程度高、结构紧凑，能够很好的研究储层水力压裂过程中岩石的断裂损伤机理。

主权项

1.三轴加载脉冲水力压裂裂缝扩展动态监测试验装置，包括注液控制系统、脉冲发生器、三轴应力加载系统、三轴伺服控制系统、缝内水压监测系统和声发射三维动态监测系统，其特征在于：所述注液控制系统包括容器池(1)、高压泵(2)、第一多通阀(3)、第一开关阀(4)、中间容器(5)、第二开关阀(6)、第二多通阀(7)和进液口压力传感器(8)；所述高压泵(2)通过第一多通阀(3)、第一开关阀(4)连接到多个中间容器(5)，将容器池(1)中的液体不间断独立注入不同压裂液体系；所述脉冲发生器(9)置于第二多通阀(7)和进液口压力传感器(8)之间；所述三轴应力加载系统包括岩心夹持器(10)、轴压加载装置(15)、环压加载装置(13)、压力传递监测装置(11)、声发射定位监测装置(14)、回压阀(16)和天平监测装置(17)；所述岩心夹持器(10)为圆筒体结构，轴压加载装置(15)给筒内岩心(12)两端提供轴向压力，环压加载装置(13)给筒内岩心(12)提供围向压力；所述压力传递监测装置(11)线性布置在岩心夹持器(10)上；所述声发射定位监测装置(14)空间布置在岩心夹持器(10)上；所述的压力传递监测装置(11)由第一压力监测孔(20)、第二压力监测孔(35)、第三压力监测孔(36)和第四压力监测孔(37)组成；以岩心夹持器(10)长度方向的筒体中点为基点，第一压力监测孔(20)和第四压力监测孔(37)、第二压力监测孔(35)和第三压力监测孔(36)线性对称等距分布在岩心夹持器(10)上；监测孔中安装有压力传感器，传感器通过数据线连接到压力传递监测系统中；所述三轴伺服控制系统包括高压泵伺服控制装置、环压伺服控制装置和轴压伺服控制装置，环压伺服控制装置和轴压伺服控制装置分别提供筒内岩心(12)围向和两端压力；所述声发射三维动态监测系统是由信号采集器将多个声发射探头(33)所采集到的信息源通过数据线连接到声发射监测软件中，形成一个完整的采集监测系统；所述缝内水压监测系统是将多个压力传感器安装于压力传递监测孔上，采集裂缝缝内水压值，通过数据线接入缝内水压采集软件中，实现对缝内水压的实时监测。