本發(fā)明涉及石油工程，具體是一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

1、壓裂技術(shù)最早應(yīng)用于石油的增產(chǎn)及頁巖氣開采，通過對(duì)巖土層加壓形成人造裂隙，并注入粘度劑、支撐劑等防止裂隙閉合。支撐劑一般采用較原生介質(zhì)更粗的顆粒，填充于壓裂形成的裂隙網(wǎng)格，增加介質(zhì)的滲透性；同時(shí)裂隙的延伸可能對(duì)介質(zhì)原生結(jié)構(gòu)產(chǎn)生改變，使非均質(zhì)性得以改善。國外學(xué)者研究表明，壓裂縫優(yōu)先在原生裂隙中擴(kuò)張，影響介質(zhì)中壓裂網(wǎng)格形態(tài)及影響范圍的主要因素包括壓裂壓力，壓裂形式，壓裂液性質(zhì)及巖土介質(zhì)的理化指標(biāo)等，壓裂機(jī)理的研究多集中于油、氣田開采領(lǐng)域。

2、在污染場(chǎng)地修復(fù)方面，研究多集中于將水力壓裂法作為低滲透地層場(chǎng)地修復(fù)的預(yù)處理方法與其他技術(shù)聯(lián)用以達(dá)到修復(fù)目標(biāo)。

3、現(xiàn)有技術(shù)專利名稱低滲透介質(zhì)水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置（cn202021583145.6），包括透明池體，在該透明池體中從下到上設(shè)置有土工布層、過濾層以及模擬介質(zhì)層；在所述的透明池體的頂部設(shè)置有蓋板并配合有第一壓力表，在該蓋板上安裝有與透明池體內(nèi)部連通的排空管，并配合有第一閥門和第一流量計(jì)；在所述的透明池體的底部配合有曝氣裝置；在所述的透明池體側(cè)部設(shè)置有測(cè)量部，其單純的在模擬介質(zhì)的底部設(shè)置濾水結(jié)構(gòu)，其不能夠完全的模擬出壓裂狀態(tài)，為了解決該技術(shù)問題現(xiàn)提出一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置，包括：壓裂室；所述壓裂室內(nèi)部設(shè)置有方塊狀的模擬介質(zhì)，所述模擬介質(zhì)的其中三個(gè)面貼置在壓裂室內(nèi)部的三個(gè)面上，所述模擬介質(zhì)其他三個(gè)面分別貼置在三個(gè)壓板上，每個(gè)壓板分別連接在一個(gè)油缸的輸出端，所述油缸安裝在壓裂室上，所述模擬介質(zhì)中心位置還設(shè)置有壓裂管；所述壓板靠近模擬介質(zhì)一側(cè)設(shè)置有排水濾板，所述壓裂室內(nèi)部貼置在模擬介質(zhì)位置處均設(shè)置有排水濾板；

4、壓裂泵注裝置，壓裂泵注裝置用于向壓裂室內(nèi)部壓裂管加注壓裂液；

5、和真三軸加載裝置，所述真三軸加載裝置為三個(gè)油缸提供高壓液壓油。

6、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述排水濾板包括框架、土工布層和卵石墊層，所述土工布層和卵石墊層均設(shè)置在框架內(nèi)部，所述卵石墊層靠近模擬介質(zhì)，所述土工布層貼置在卵石墊層上。

7、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述壓板靠近框架位置處設(shè)置有排水腔，所述壓裂室靠近相鄰框架處也設(shè)置有排水腔，所有排水腔上均設(shè)置有排水管。

8、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述壓裂室上還設(shè)置加熱裝置，所述加熱裝置均用于對(duì)模擬介質(zhì)的兩側(cè)進(jìn)行加熱。

9、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述壓裂室上還設(shè)置有ct掃描裝置，所述ct掃描裝置包括設(shè)置在壓裂室前后兩側(cè)的ct放射源和ct?探測(cè)器，且位于掃描區(qū)域的各配件均為碳纖維材質(zhì)。

10、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：真三軸加載裝置包括第一底座和安裝在第一底座上的油箱和供油泵，所述供油泵的輸出端連接在三個(gè)壓板的輸入端上，所述供油泵用于為三個(gè)壓板提供高壓液壓油，所述供油泵輸入端與油箱底部連通，所述油缸的輸出端與油箱頂部連通。

11、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述油箱底部通過若干減震支腿安裝在第一底座上。

12、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述減震支腿包括底板、第一缸體、第二缸體、活塞桿、蓄能件、活塞和分割塊，所述第一缸體和第二缸體固定安裝在底板上，所述第二缸體套設(shè)在第一缸體外側(cè)，所述第二缸體與第一缸體外側(cè)以及底板圍合而成第三腔，所述活塞上下滑動(dòng)設(shè)置在第一缸體中，所述活塞桿底部固定安裝在活塞上，所述活塞桿頂部固定安裝在油箱上，所述底板固定安裝在第一底座上；所述蓄能件兩端分別固定連接在第一缸體和活塞桿上；所述第一缸體內(nèi)部固定安裝有分割塊，所述分割塊設(shè)置在活塞的下方，所述分割塊將第一缸體內(nèi)部活塞下方位置分為第一腔和第二腔，所述第二腔處于分割塊下方，所述第二腔通過第一缸體底部的第二連通孔與第三腔連通，所述第一腔和第二腔內(nèi)部充滿有液體介質(zhì)，所述第三腔內(nèi)部還設(shè)置有液體介質(zhì)；所述分割塊上設(shè)置有不少于兩個(gè)的節(jié)流孔，所述節(jié)流孔用于將第一腔與第二腔連通。

13、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述分割塊上設(shè)置有開口自調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述開口自調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于調(diào)整節(jié)流孔開口。

14、作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：所述開口自調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在分割塊上的第一安裝凹槽和設(shè)置在所述第一安裝凹槽中心位置的第二安裝凹槽，所述第二安裝凹槽內(nèi)部上下滑動(dòng)調(diào)節(jié)件外側(cè)固定安裝有調(diào)節(jié)盤，所述節(jié)流孔的第一出口設(shè)置在第一安裝凹槽側(cè)壁上，所述調(diào)節(jié)盤外圈抵觸在第一安裝凹槽側(cè)壁上；所述節(jié)流孔的第二出口設(shè)置在分割塊下方；所述調(diào)節(jié)件彈性安裝在分割塊上；所述調(diào)節(jié)盤上沿高于節(jié)流孔的第一出口，所述調(diào)節(jié)盤下沿低于節(jié)流孔的第一出口的上端設(shè)置。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過在模擬介質(zhì)各個(gè)面處均設(shè)置有排水濾板，能夠模擬真實(shí)壓力環(huán)境時(shí)在壓裂過程中各個(gè)面均能夠排水，模擬的更加真實(shí)，且通過設(shè)置壓裂泵注裝置和三個(gè)壓板對(duì)模擬介質(zhì)各個(gè)面都進(jìn)行擠壓，模擬真實(shí)情況的壓力，實(shí)驗(yàn)更加真實(shí)。

技術(shù)特征：

1.一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：壓裂室（1）；所述壓裂室（1）內(nèi)部設(shè)置有方塊狀的模擬介質(zhì)（36），所述模擬介質(zhì)（36）的其中三個(gè)面貼置在壓裂室（1）內(nèi)部的三個(gè)面上，所述模擬介質(zhì)（36）其他三個(gè)面分別貼置在三個(gè)壓板（9）上，每個(gè)壓板（9）分別連接在一個(gè)油缸（8）的輸出端，所述油缸（8）安裝在壓裂室（1）上，所述模擬介質(zhì)（36）中心位置還設(shè)置有壓裂管；所述壓板（9）靠近模擬介質(zhì)（36）一側(cè)設(shè)置有排水濾板（10），所述壓裂室（1）內(nèi)部貼置在模擬介質(zhì)（36）位置處均設(shè)置有排水濾板（10）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述排水濾板（10）包括框架（11）、土工布層（12）和卵石墊層（13），所述土工布層（12）和卵石墊層（13）均設(shè)置在框架（11）內(nèi)部，所述卵石墊層（13）靠近模擬介質(zhì)（36），所述土工布層（12）貼置在卵石墊層（13）上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述壓板（9）靠近框架（11）位置處設(shè)置有排水腔（14），所述壓裂室（1）靠近相鄰框架（11）處也設(shè)置有排水腔（14），所有排水腔（14）上均設(shè)置有排水管（15）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述壓裂室（1）上還設(shè)置加熱裝置（37），所述加熱裝置（37）均用于對(duì)模擬介質(zhì)（36）的兩側(cè)進(jìn)行加熱。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述壓裂室（1）上還設(shè)置有ct掃描裝置（3），所述ct掃描裝置（3）包括設(shè)置在壓裂室（1）前后兩側(cè)的ct放射源和ct?探測(cè)器，且位于掃描區(qū)域的各配件均為碳纖維材質(zhì)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述真三軸加載裝置（4）包括第一底座（5）和安裝在第一底座（5）上的油箱（6）和供油泵（7），所述供油泵（7）的輸出端連接在三個(gè)壓板（9）的輸入端上，所述供油泵（7）用于為三個(gè)壓板（9）提供高壓液壓油，所述供油泵（7）輸入端與油箱（6）底部連通，所述油缸（8）的輸出端與油箱（6）頂部連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述油箱（6）底部通過若干減震支腿（16）安裝在第一底座（5）上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述減震支腿（16）包括底板（17）、第一缸體（18）、第二缸體（19）、活塞桿（20）、蓄能件（21）、活塞（22）和分割塊（23），所述第一缸體（18）和第二缸體（19）固定安裝在底板（17）上，所述第二缸體（19）套設(shè)在第一缸體（18）外側(cè)，所述第二缸體（19）與第一缸體（18）外側(cè)以及底板（17）圍合而成第三腔（35），所述活塞（22）上下滑動(dòng)設(shè)置在第一缸體（18）中，所述活塞桿（20）底部固定安裝在活塞（22）上，所述活塞桿（20）頂部固定安裝在油箱（6）上，所述底板（17）固定安裝在第一底座（5）上；所述蓄能件（21）兩端分別固定連接在第一缸體（18）和活塞桿（20）上；所述第一缸體（18）內(nèi)部固定安裝有分割塊（23），所述分割塊（23）設(shè)置在活塞（22）的下方，所述分割塊（23）將第一缸體（18）內(nèi)部活塞（22）下方位置分為第一腔（32）和第二腔（34），所述第二腔（34）處于分割塊（23）下方，所述第二腔（34）通過第一缸體（18）底部的第二連通孔（31）與第三腔（35）連通，所述第一腔（32）和第二腔（34）內(nèi)部充滿有液體介質(zhì)，所述第三腔（35）內(nèi)部還設(shè)置有液體介質(zhì)；所述分割塊（23）上設(shè)置有不少于兩個(gè)的節(jié)流孔（26），所述節(jié)流孔（26）用于將第一腔（32）與第二腔（34）連通。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述分割塊（23）上設(shè)置有開口自調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述開口自調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于調(diào)整節(jié)流孔（26）開口。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述開口自調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在分割塊（23）上的第一安裝凹槽（29）和設(shè)置在所述第一安裝凹槽（29）中心位置的第二安裝凹槽（30），所述第二安裝凹槽（30）內(nèi)部上下滑動(dòng)調(diào)節(jié)件（24）外側(cè)固定安裝有調(diào)節(jié)盤（25），所述節(jié)流孔（26）的第一出口設(shè)置在第一安裝凹槽（29）側(cè)壁上，所述調(diào)節(jié)盤（25）外圈抵觸在第一安裝凹槽（29）側(cè)壁上；所述節(jié)流孔（26）的第二出口設(shè)置在分割塊（23）下方；所述調(diào)節(jié)件（24）彈性安裝在分割塊（23）上；所述調(diào)節(jié)盤（25）上沿高于節(jié)流孔（26）的第一出口，所述調(diào)節(jié)盤（25）下沿低于節(jié)流孔（26）的第一出口的上端設(shè)置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明適用于石油工程技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種低滲透介質(zhì)真三軸水力壓裂實(shí)驗(yàn)裝置；包括：壓裂室；壓裂室內(nèi)部設(shè)置有方塊狀的模擬介質(zhì)，模擬介質(zhì)的其中三個(gè)面貼置在壓裂室內(nèi)部的三個(gè)面上，模擬介質(zhì)其他三個(gè)面分別貼置在三個(gè)壓板上，每個(gè)壓板分別連接在一個(gè)油缸的輸出端，油缸安裝在壓裂室上，模擬介質(zhì)中心位置還設(shè)置有壓裂管；壓板靠近模擬介質(zhì)一側(cè)設(shè)置有排水濾板，壓裂室內(nèi)部貼置在模擬介質(zhì)位置處均設(shè)置有排水濾板；壓裂泵注裝置，壓裂泵注裝置用于向壓裂室內(nèi)部壓裂管加注壓裂液；和真三軸加載裝置。本發(fā)明通過在模擬介質(zhì)各個(gè)面處均設(shè)置有排水濾板，能夠模擬真實(shí)壓力環(huán)境時(shí)在壓裂過程中各個(gè)面均能夠排水，模擬的更加真實(shí)。

技術(shù)研發(fā)人員：何翔,唐思夷,涂羅樂,張琦,楊清朋,鄧濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：成都巖心科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19