一种长裂缝多角度裂缝模拟装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种长裂缝多角度裂缝模拟装置及系统，所述裂缝模拟装置包括底座、底板、伸缩杆和裂缝模型本体，其中，所述底座固定设置在地面上，所述底板水平设置在所述底座上且底板与底座形成铰接；所述裂缝模型本体沿底板的长度方向固定设置在底板上且与底板垂直，所述裂缝模型本体包括两个以上的裂缝模型和连接相邻两个裂缝模型的万向膨胀节，裂缝模型本体呈具有一定长度的弯曲或直线形态；所述伸缩杆一端与底座连接，另一端与所述底板连接以推动底板相对底座转动，使模拟裂缝本体相对地面倾斜。所述长裂缝多角度裂缝模拟系统包括所述裂缝模拟装置。本发明专利技术具有能够模拟不同形态、不同走向、不同倾斜角度的裂缝、能够真实还原地层裂缝等优点。地层裂缝等优点。地层裂缝等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种长裂缝多角度裂缝模拟装置及系统


[0001]本专利技术涉及裂缝模拟装备
，具体地，涉及一种长裂缝多角度裂缝模拟装置及系统。

技术介绍

[0002]水平井分段体积压裂是页岩气高效开发的关键技术，而携砂液体系中压裂支撑剂是填充裂缝主要介质，它具有保持储层较高的导流能力，为页岩气流向井筒提供高速通道，因此压裂支撑剂在裂缝内的分布形态是影响压裂效果的重要因素。
[0003]为研究压裂支撑剂在裂缝内的分布形态，目前国内外常采用室内实验装置进行模拟研究，我国实验室所使用的评价装置对地层裂缝的研究基本还停留在短裂缝模拟上，实验装置模拟裂缝形态上也多为单裂缝、双裂缝或者多分支裂缝，对于地层存在的楔形裂缝、裂缝与地面存在倾角、裂缝走向弯曲等因素很少考虑到，导致由此得到的实验分析数据与实际情况存在相对较大误差，因此需要设计一种能够模拟地层长裂缝，并能够实现裂缝形态变化、裂缝多角度变化的评价装置，以更贴合地层实际情况，对地层裂缝展开研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本专利技术的目的之一在于提供一种能够模拟不同形态、不同走向、不同倾斜角度裂缝的长裂缝多角度裂缝模拟装置。又如，本专利技术的另一目的在于提供一种能够模拟不同形态、不同走向、不同倾斜角度裂缝的长裂缝多角度裂缝模拟系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的一方面提供了一种长裂缝多角度裂缝模拟装置，所述模拟装置包括底座、底板、伸缩杆和裂缝模型本体，其中，
[0006]所述底座固定设置在地面上，所述底板水平设置在所述底座上且底板与底座形成铰接；
[0007]所述裂缝模型本体沿底板的长度方向固定设置在底板上且与底板垂直，所述裂缝模型本体包括两个以上的裂缝模型和连接相邻两个裂缝模型的万向膨胀节，所述裂缝模型本体呈具有一定长度的弯曲或直线形态；
[0008]所述伸缩杆一端与所述底座连接，另一端与所述底板连接以推动底板相对底座转动，使模拟裂缝本体相对地面倾斜。
[0009]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述底板可为矩形结构，矩形一侧的长边与底座形成铰接，所述铰接通过合页方式实现。
[0010]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述裂缝模型可包括平板裂缝模型、不规则裂缝模型中至少一种。
[0011]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述平板裂缝模型和不规则裂缝模型均可包括箱体、两块夹板、支撑条和螺栓，其中，
[0012]所述箱体前后两侧为开口结构，所述两块夹板设置在箱体内且分别与箱体左右两
侧平行，所述两块夹板能够彼此配合构成模拟裂缝通道；
[0013]所述支撑条固定设置在箱体的两侧外壁上，所述螺栓一端作用在两块夹板上，另一端作用在支撑条上。
[0014]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述两块夹板中每块夹板的两端都可设置有向同一侧突出的弯折部，其中，两块夹板通过所述弯折部实现配合。
[0015]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述一块夹板上的弯折部上可设置有凹槽，另一块夹板上的弯折部可设置有与所述凹槽配合的突出部；
[0016]在所述凹槽中还可设置有弹簧，所述突出部上还可设置有弹簧柱。
[0017]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，在平板裂缝模型中，所述支撑条可交叉设置在箱体外侧，所述螺栓的一端抵靠在夹板上，通过调节螺栓在支撑条上的旋进长度来调节两块夹板之间的间距。
[0018]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，在所述不规则裂缝模型中，所述支撑条可竖直或平行设置在箱体的外侧，所述螺栓的一端与夹板固定连接，通过旋进旋出螺栓，控制两块夹板之间的距离。
[0019]在本专利技术一方面的一个示例性实施例中，所述夹板可为透明材质，所述夹板可为注塑成不规则裂缝形状的透明有机玻璃板或玻璃平板。
[0020]本专利技术的另一方面一种长裂缝多角度裂缝模拟系统，所述模拟系统可包括如权利要求1～9中任意一项所述的长裂缝多角度裂缝模拟装置。
[0021]在本专利技术另一方面的一个示例性实施例中，所述模拟裂缝本体的长度可为10～30m，所述模拟裂缝本体相对地面的倾斜角度可为0～90
°
。
[0022]在本专利技术另一方面的一个示例性实施例中，所述模拟装置还可包括进口井筒和出口井筒，所述进口井筒和出口井筒分别与裂缝模型本体的两端连通以向裂缝模型本体中泵注支撑剂。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括以下内容中的至少一项：
[0024](1)本专利技术通过调整裂缝模型中模拟裂缝的宽度和角度，可以模拟不同形态的裂缝，如楔形裂缝，平板裂缝；采用不规则裂缝模型设计，可以模拟真实储层中的裂缝形态，还原度更高；
[0025](2)本专利技术模拟裂缝之间采用万向膨胀节连接，可以实现裂缝模型之间的角度变化，实现裂缝转向，用于模拟地层裂缝走向变化；同时采用伸缩杆，实现裂缝模型的倾角变化，模拟支撑剂在不同倾角裂缝中的运移；
[0026](3)本专利技术裂缝模型可以根据实验需求组装成长度较长的长裂缝(10～30米)，更贴近储层中主裂缝为长裂缝的真实情况，能消除短裂缝模拟装置中支撑剂运移沉降受进口、出口端的影响，能提高实验现象观察清晰度，并能减少因短裂缝模拟装置尺寸小，提取实验数据可能存在的误差。
附图说明
[0027]通过下面结合附图进行的描述，本专利技术的上述和其他目的和/或特点将会变得更加清楚，其中：
[0028]图1示出了本专利技术的一个示例性实施例的长裂缝多角度裂缝模拟装置的结构示意
图；
[0029]图2示出了图1另一侧的结构示意图；
[0030]图3示出了根据本专利技术的另一个示例性实施例的长裂缝多角度裂缝模拟装置的结构示意图；
[0031]图4示出了图1或图3中裂缝模型一个示例性实施例的结构示意图；
[0032]图5示出了图4中裂缝模型一个示例性实施例的侧视图(不规则裂缝模型)；
[0033]图6示出了图4中裂缝模型一个示例性实施例的侧视图(平板裂缝模型)；
[0034]图7示出了图4中裂缝模型的右视图；
[0035]图8示出了图7中A处的放大示意图；
[0036]图9示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的板夹的结构示意图；
[0037]图10示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的板夹的俯视图(平板裂缝模型)；
[0038]图11示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的板夹的俯视图(平板裂缝模型模拟楔形裂缝)；
[0039]图12示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的多个裂缝模型组装后的结构示意图。
[0040]附图标记说明：
[0041]1‑
底座、2
‑
底板、3
‑
伸缩杆、4
‑
裂缝模型、5
‑
支撑板、6
‑
合页、13
‑
进口井筒、14...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长裂缝多角度裂缝模拟装置，其特征在于，所述模拟装置包括底座、底板、伸缩杆和裂缝模型本体，其中，所述底座固定设置在地面上，所述底板水平设置在所述底座上且底板与底座形成铰接；所述裂缝模型本体沿底板的长度方向固定设置在底板上且与底板垂直，所述裂缝模型本体包括两个以上的裂缝模型和连接相邻两个裂缝模型的万向膨胀节，所述裂缝模型本体呈具有一定长度的弯曲或直线形态；所述伸缩杆一端与所述底座连接，另一端与所述底板连接以推动底板相对底座转动，使模拟裂缝本体相对地面倾斜。2.根据权利要求1所述的长裂缝多角度裂缝模拟装置，其特征在于，所述底板为矩形结构，矩形一侧的长边与底座形成铰接，所述铰接通过合页方式实现。3.根据权利要求1所述的长裂缝多角度裂缝模拟装置，其特征在于，所述裂缝模型包括平板裂缝模型、不规则裂缝模型中至少一种。4.根据权利要求3所述的长裂缝多角度裂缝模拟装置，其特征在于，所述平板裂缝模型和不规则裂缝模型均包括箱体、两块夹板、支撑条和螺栓，其中，所述箱体前后两侧为开口结构，所述两块夹板彼此相对设置在箱体内且分别与箱体左右两侧平行设置，所述两块夹板能够彼此配合构成模拟裂缝通道；所述支撑条固定设置在箱体的两侧外壁上，所述螺栓一端作用在两块夹板上，另一端作用在支撑条上。5.根据权利要求4所述的长裂缝多角度裂缝模拟装置，其特征在于，所述两块夹板中每块夹板的两端都设置有向同一侧突出的弯折部，其中，两块夹板通过所述弯折部实现配合。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健，管彬，尹丛彬，任勇，朱炬辉，王素兵，龚蔚，何乐，周瀚，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：