CN110805437A - 一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，包括横向分布的主体框架(1)；主体框架的顶部开口，并且其中部具有一个中间空腔(1000)；中间空腔内用于放置模拟移动裂缝滑块(9)；主体框架的顶面开口上覆盖设置有钢化玻璃(7)；主体框架与一个底框(8)的顶部固定连接；主体框架)的正面左右两端，分别开有一个注液孔(2)和流出孔(3)；中间空腔的左边，设置有一个注入端内腔(13)，注入端内腔与注液孔(2)相连通；中间空腔的右边，设置有流出端内腔(14)，流出端内腔(14)与流出孔(3)相连通。本发明可以模拟自支撑压裂液体系流动与相变后形成的自支撑固相在地层裂缝内分布形态。

Description

一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置

技术领域

本发明涉及石油开采领域，尤其属于采油采气增产措施工艺领域，特别是涉及一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置。

背景技术

目前，在石油开采领域，面对目前体积压裂技术存在的滑溜水携带石英砂运移距离有限、加砂粒径极小、通常无法连续作业的技术难题。目前研发出一种全新的水力压裂工艺措施：液体自支撑压裂技术。

对于液体自支撑压裂技术，其技术原理为：利用不混相的自支撑压裂液(常温下不含固相，为具有良好流动能力的液体，具有独特的热敏感性，被加热至一定温度时产生自支撑固相)与通道压裂液(常温下同样为不含固相且流动性良好的液体。通道压裂液与自支撑压裂液呈非互溶、非混相状态，具有降低自支撑压裂液滤失、控制自支撑压裂液在裂缝内分布的功能，以保证形成具有高导流能力的自支撑裂缝)将地层压开(或同时配合常规压裂液等)，利用自支撑压裂液所具有的特殊的热敏性质，在形成的裂缝中受地层的加热作用后，形成具有良好强度的自支撑固相，以支撑裂缝；同时，通过控制通道压裂液的液体性质与施工参数，控制形成自支撑固相在裂缝中的分布，以形成高导流能力的自支撑裂缝，达到提高油气井产能的目标。这一技术配合体积压裂技术使用时，可有效提高体积压裂后的有效改造体积，自支撑固相可在裂缝最深处形成与裂缝尺寸相匹配的大粒径支撑颗粒，大幅提高压后油气井的产量。

根据自支撑压裂技术的原理，自支撑压裂形成具有一定形状与尺寸的自支撑固相的过程中，受到自支撑压裂液与通道压裂液(合并称为自支撑压裂液体系)的配方、两相液体比例、施工注液排量等参数的复杂影响，会导致形成具有不同形状和尺寸的自支撑固相。而不同形状和尺寸的自支撑固相，所形成的自支撑裂缝的导流能力差异极大。

因此，为了保证自支撑压裂技术的施工效果，研发可视化自支撑压裂液流动分布规律实验装置，具有必要性。

目前，自支撑压裂液体系的流动过程分为以下几个步骤：

1、自支撑压裂液与通道压裂液从不同的地面液罐中经过地面流动管线流动至混砂车(流动管线为地面低压3寸左右粗管线)；

2、进入混砂车后从混砂车出口处的吸液泵(转速可达1450转/分钟)经过高速剪切后流出；

3、经过压裂车后经由压裂撬管汇接至井口；

4、经过井口采油树进入套管、油管或油管套管混合注入(根据具体施工设计)；

5、经过射孔带进入地层裂缝。

根据水力压裂基本原理，在裂缝压开后自支撑压裂液以大排量高泵压泵注地层裂缝过程中，地层裂缝的张开宽度与地层内静压力正相关。而裂缝内流体的静压力决定于施工排量及液体滤失速度，在施工的后期，自支撑压裂液逐渐被地层加热升温发生相变而形成自支撑固相，而此时由于压裂液的滤失裂缝宽度不断减小，最终将自支撑固相挤压固定至裂缝的某一具体位置。因此，为了保证研制的实验装置可模拟自支撑固相固化后的分布情况，裂缝宽度必须可以调整。同时整体装置需要具备在150℃温度下耐10MPa压力时，仍不泄露液体的能力。

但是，目前还没有一种实验装置，其能够解决以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置。

为此，本发明提供了一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，包括横向分布的主体框架；

主体框架的顶部开口，并且其中部具有一个中间空腔；

中间空腔内用于放置模拟移动裂缝滑块；

主体框架的顶面开口上覆盖设置有钢化玻璃；

主体框架与一个底框的顶部固定连接；

主体框架的正面左右两端，分别开有一个注液孔和流出孔；

中间空腔的左边，设置有一个注入端内腔，注入端内腔与注液孔相连通；

中间空腔的右边，设置有流出端内腔，流出端内腔与流出孔相连通；

中间空腔左侧顶部边缘，与注入端内腔顶部右侧边缘之间，具有一个第一模拟射孔带斜坡面；

中间空腔右侧顶部边缘，与流出端空腔顶部左侧边缘之间，具有一个第一平行裂缝面。

其中，第一模拟射孔带斜坡面是形状为右边高，左边低的斜面。

其中，第一平行裂缝面与主体框架的顶面相互平行。

其中，钢化玻璃的前后两侧，分别具有一个钢化玻璃固定架；

钢化玻璃固定架，与主体框架的顶面固定连接。

其中，钢化玻璃固定架为L型的固定架。

其中，主体框架的顶面前后两侧分别具有多个间隔分布的安装孔；

钢化玻璃固定架上与安装孔相对应的位置，具有螺纹孔；

多个垂直分布的螺丝，分别与上下对应的螺纹孔和安装孔螺纹连接。

其中，主体框架的顶部在多个安装孔的内侧，设置有一圈方形的凹槽，该凹槽内嵌入有上端面方形密封圈；

主体框架的底面，设置有一圈方形的凹槽，该凹槽用于嵌入下端面方形密封圈。

其中，底框的底面左右两端，分别安装有一个固定可调旋钮架；

每个固定可调旋钮架的中心位置以及与该位置对应的底框上，具有一个垂直分布的可调旋钮连接螺纹孔；

该可调旋钮连接螺纹孔，与垂直分布的可调旋钮螺纹连接。

其中，底框的底部，在两个固定可调旋钮架的左右两侧的位置，分别具有一个固定销连接螺纹孔；

固定销连接螺纹孔垂直贯通底框；

每个固定销连接螺纹孔与一个固定销螺纹连接。

其中，模拟移动裂缝滑块下部四周，具有环绕分布的嵌入槽；

嵌入槽中嵌入有O型密封圈；

模拟移动裂缝滑块下部，通过O型密封圈，与中间空腔的四周侧壁相接触。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提出了一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其可以模拟自支撑压裂液体系流动与相变后形成的自支撑固相在地层裂缝内分布形态，具有重大的生产实践意义。

对于本发明，能够在液体流动过程中，直观地观察到模拟射孔带、裂缝内自支撑压裂液体系的流动现象，随后，自支撑压裂液体系可以在裂缝空间内迅速固化，最后通过改变缝宽而模拟裂缝挤压的压缩过程，将自支撑固相固定在裂缝原处，即可形成具有一定分布规律的高导流自支撑裂缝。通过本发明，可以通过研究不同液体性质、不同施工参数的自支撑压裂液体系流动现象，进而进行流动规律研究，进而得出流动规律指导配方研究与施工参数设计。

附图说明

图1a为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置的正视图(主视图)；

图1b为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置的整体立体结构示意图一；

图1c为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置的整体立体结构示意图二；

图2为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置的左视图；

图3a为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置中主体框架的俯视图；

图3b为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置中主体框架的立体结构示意图；

图4本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置中主体框架的仰视图；

图5本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置中底框的仰视图；

图6a为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置中的模拟移动裂缝滑块的正视图；

图6b为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置中的模拟移动裂缝滑块的立体结构示意图；

图7为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置中的上端面方形密封圈的俯视图；

图8为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置中的下端面方形密封圈的俯视图；

图9为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置中的O型密封圈的俯视图；

图10为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置中拍摄单元具有的摄像机所拍摄的图片，反映了自支撑压裂液体系在可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置内的流动现象，图中透明的浅色块状为自支撑压裂液。

图11为本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置中，具有的一种供液控压单元元的结构示意图；

图中：1为主体框架、2为注液孔、3为流出孔、为4固定可调旋钮架、5为可调旋钮；

6为固定销、7为钢化玻璃、8为底框、9为模拟移动裂缝滑块、10为上端面方形密封圈；

11为下端面方形密封圈、12为O型密封圈、13为注入端内腔、14为流出端内腔、151为第一模拟射孔带斜坡面，152为第二模拟射孔带斜坡面；

161为第一平行裂缝面，162为第二平行裂缝面，17为钢化玻璃固定架。

23为氮气瓶，24为减压阀，

25为六通阀；

26为自支撑压裂液盛放中间容器，27为通道压裂液盛放中间容器；

28为单流阀；

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

对于本发明，首先需要说明的是，在进行自支撑压裂施工时，要使形成的自支撑裂缝达到较高的导流能力，关键在于让自支撑压裂液形成稳定有效的支撑，而自支撑压裂液体系的流动形态分布决定了相变后的自支撑固相的分布特征，所以研究自压裂液体系在不同液体配方和不同施工参数下的流动分布规律，对于优化自支撑压裂液配方与自支撑压裂工艺设计参数十分必要。

自支撑压裂液在地面从地面液灌中经过管线进入井筒，在井底经过炮眼进入裂缝的过程中，炮眼处的截面积最小。根据流体流动速度的计算公式判断，同一排量下流体的流动速度与流动截面积成反比。因此，炮眼及炮眼带对自支撑压裂液体系的分布规律影响巨大。而经过系统调研，目前可以直接进行自支撑压裂液分布规律的可视化物理模拟实验装置寥寥无几，特别是可模拟自支撑压裂液逐渐被地层加热升温发生相变形成自支撑固相，模拟地层裂缝宽度变化的实验装置是没有的。同时，由于压裂技术需要在大排量高泵压下泵注大量压裂液，因此以高泵注压力与大排量进行自支撑压裂液体系注液模拟时，其内部液体压力将大幅上升，因此研发具有良好耐压性能的可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，具有重要意义。因此，本专利进行了如下的发明。

参见图1至图11所示，本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，包括横向分布的主体框架1；

主体框架1的顶部开口(即顶面完全敞开)，并且其中部具有一个中间空腔1000(该中间空腔，上下两端都开口，具有上下贯通的通孔，只有横向水平四周方向的腔壁)；

中间空腔1000内用于放置横向水平分布的模拟移动裂缝滑块9；

主体框架1的顶面开口上覆盖设置有钢化玻璃7(中间空腔1000被遮盖在钢化玻璃7内侧)；

主体框架1与一个底框8的顶部固定连接。

主体框架1的正面左右两端，分别开有一个注液孔2和流出孔3；

中间空腔1000的左边，设置有一个注入端内腔13(与中间空腔1000相互间隔)，注入端内腔13与注液孔2相连通；

需要说明的是，注入端内腔13与注液孔3相通，可提供自支撑压裂液的流入通道。

中间空腔1000的右边，设置有流出端内腔14，(与中间空腔1000相互间隔)，流出端内腔14与流出孔3相连通；

需要说明的是，流出端内腔14与流出孔3相连通，可提供自支撑压裂液的流体流出通道。

中间空腔1000左侧顶部边缘，与注入端内腔13顶部右侧边缘之间，具有一个第一模拟射孔带斜坡面151；

中间空腔1000右侧顶部边缘，与流出端空腔14顶部左侧边缘之间，具有一个第一平行裂缝面161。

在本发明中，具体实现上，第一模拟射孔带斜坡面151为一个钢面，其是形状为右边高，左边低的斜面，用以模拟锥形的射孔带内自支撑压裂液体系的流动形态。

在本发明中，具体实现上，第一平行裂缝面161为一个钢面，其与主体框架1的顶面(即上端面)相互平行。

在本发明中，具体实现上，钢化玻璃7的前后两侧，分别具有一个钢化玻璃固定架17；

钢化玻璃固定架17，与主体框架1的顶面固定连接。

具体实现上，钢化玻璃固定架17为L型的固定架。

具体实现上，钢化玻璃固定架17与主体框架1的顶面之间，具体连接结构为：主体框架1的顶面前后两侧分别具有多个间隔分布的安装孔101；

钢化玻璃固定架17上与安装孔101相对应的位置，具有螺纹孔；

多个垂直分布的螺丝，分别与上下对应的螺纹孔和安装孔螺纹连接。

具体实现上，主体框架1的顶部在多个安装孔101的内侧，设置有一圈方形的凹槽，该凹槽内嵌入有上端面方形密封圈10。

在本发明中，具体实现上，主体框架1与底框8之间，通过六根螺栓固定连接。

具体实现上，主体框架1的底面，设置有一圈方形的凹槽，该凹槽用于嵌入下端面方形密封圈11。

在本发明中，具体实现上，底框8的底面左右两端，分别安装有一个垂直分布的固定可调旋钮架4；

每个固定可调旋钮架4的中心位置以及与该位置对应的底框8上，具有一个垂直分布的可调旋钮连接螺纹孔(该可调旋钮连接螺纹孔上下贯通底框8和固定可调旋钮架4)；

该可调旋钮连接螺纹孔，与垂直分布的可调旋钮5螺纹连接(可调旋钮5的上部外壁具有外螺纹)。

也就是说，固定可调旋钮架4中间加工有可调旋钮5匹配转动的螺纹。，可调旋钮可以在背框8的底部进行转动，调整其上端部伸入到位于背框8上方的中间腔体1000的长度。

具体实现上，底框8的底部，在两个固定可调旋钮架4的左右两侧的位置，分别具有一个固定销连接螺纹孔；

固定销连接螺纹孔垂直贯通底框8；

每个固定销连接螺纹孔与一个固定销6螺纹连接。

因此，固定销6可以在底框8的底部进行转动，调整其上端部伸入到位于底框8上方的中间腔体1000的长度。

在本发明中，具体实现上，模拟移动裂缝滑块9下部四周，具有环绕分布的嵌入槽；

嵌入槽中嵌入有O型密封圈12；

模拟移动裂缝滑块9下部，通过O型密封圈12，与中间空腔1000的四周侧壁相接触。

因此，模拟移动裂缝滑块9通过O型密封圈12，被固定在主体框架1的中间空腔10上，模拟移动裂缝滑块9的底面与伸入到中间空腔10的可调旋钮5的顶部、固定销6的顶部垂直相接触，其中，通过转动两根可调旋钮5，可实现模拟移动裂缝滑块9在中间空腔10内部，沿着垂直方向的上下移动，以及通过固定销6，可保证模拟移动裂缝滑块9在中间空腔10的稳定(即进行水平支撑)。

需要说明的是，对于本发明，通过模拟移动裂缝滑块9在中间空腔10内部，沿着垂直方向的上下移动，从而能够对模拟裂缝在垂直方向上的宽度调整，从而可以模拟不同裂缝宽度对自支撑压裂液流动分布的影响。

具体实现上，参见图6所示，模拟移动裂缝滑块9的顶面左侧，具有第二模拟射孔带斜坡面152，与第一模拟射孔带斜坡面151的右端相接；

模拟移动裂缝滑块9的顶面右侧，具有第二平行裂缝面162，与第一平行裂缝面161的右端相接。

需要说明的是，第二模拟射孔带斜坡面152同样是一个钢面，其是形状为右边高，左边低的斜面，用以模拟锥形的射孔带内自支撑压裂液体系的流动形态。第二平行裂缝面162同样为一个钢面，其与主体框架1的顶面(即上端面)相互平行。

在本发明中，具体实现上，钢化玻璃7的材质为高强度钢化防火玻璃，在180℃温度下不变形、不炸裂，耐内部10MPa的流体压力。

在本发明中，具体实现上，上端面方形密封圈10、下端面方形密封圈11以及O型密封圈12的材质为含氟或聚四氟橡胶等耐有机、耐强酸碱材料。

在本发明中，具体实现上，主体框架1、固定可调旋钮架4、可调旋钮5、固定销6、底框8、模拟移动裂缝滑块9的材质均为渗碳钢，加工后采取3次淬火进行强化，且在表面进行磷化处理，具有防水、耐有机溶剂、耐强酸、抗强碱的优良性能。

需要说明的是，炮眼指的是：通过射孔弹在井筒对应深处利用射孔弹引爆，并进入地层，使得井筒与地层裂缝进行联通，形成油气从地层向井筒内流动的通道，其形状为圆筒状，直径在1～10CM的范围内，长度1CM～数米之间。

本发明根据实际井筒与裂缝的尺寸，对实验装置的对应部分进行了等比例缩减。由于模拟炮眼处的流动截面积相比于井筒与裂缝小太多，为了模拟实际炮眼的剪切情况，因此将炮眼尺寸设定为与实际地层内的炮眼相符合。

在本发明中，射孔带是射孔弹射穿井筒壁面后穿过地层，在地层中所形成的流动通道。本专利中的射孔带，根据射孔带的形状与角度，加工了对应的形状，以模拟自支撑压裂液在其中的流动过程。

需要说明的是，水力压裂，简称压裂，是指在高压下通过注入压裂液将岩石压开并产生裂缝的过程，产生的裂缝长度范围在数十米至数百米的范围、高度数米至数十米、宽度在二十毫米以内，

在本专利的装置中，利用加工好的钢化玻璃，并通过密封圈实现端面密封，内部形成一个平行的裂缝通道，进而实现模拟裂缝对液体流动的剪切作用。

基于以上技术方案，对于本发明，这些基本构件组合在一起，形成的可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其内部形成一个具有耐10MPa液体压力的可模拟射孔带、实验过程中可变裂缝宽度的连续封闭可视化流动通道。

在本发明中，具体实现上，流出孔3，通过中空的连接管道，与一个中空的废液收集容器(例如为一个中空的长方体密封容器)相连通。

在本发明中，具体实现上，注液孔2，分别通过两条中空的连接管道，与预先存储自支撑压裂液的容器以及预先存储通道压裂液的容器相连通。根据用户的需要，可以在两条连接管道上，分别安装液体泵(水泵)。

在本发明中，具体实现上，注液孔2，可以与一个供液控压单元相连通；

供液控压单元，用于通过注液孔2，向主体框架1内部提供自支撑压裂液和通道压裂液。

具体实现上，供液控压单元，具体包括两个氮气瓶23；

两个氮气瓶23的气体出口，分别通过一条中空的连接管道，与自支撑压裂液盛放中间容器26和通道压裂液盛放中间容器27的顶部进气口相连通；

自支撑压裂液盛放中间容器26，与自支撑压裂液注入管道291的一端相连通；

通道压裂液盛放中间容器27，与通道压裂液注入管道292的一端相连通；

自支撑压裂液注入管道291和通道压裂液注入管道292的另一端，在汇流后，与主体框架1上的注液孔2相连通。

具体实现上，自支撑压裂液注入管道291和通道压裂液注入管道292上，分别安装有单流阀(即单向阀)28。

具体实现上，自支撑压裂液盛放中间容器26与氮气瓶23的气体出口之间的连接管道上，安装有一个减压阀24和一个六通阀25；

通道压裂液盛放中间容器27与氮气瓶23的气体出口之间的连接管道上，也安装有一个减压阀24和一个六通阀25；

每个六通阀25与一个压力表250相连。

需要说明的是，对于本发明，氮气瓶23可稳定提供高达12MPa的注液压力，保证自支撑压裂液盛放中间容器26和通道压裂液盛放中间容器27，能够在向外输出自支撑压裂液与通道压裂液时，能够提供足够的注液压力。

具体实现上，氮气瓶23上连接有减压阀24，这一装置可将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定(如图11所示)。

需要说明的是，对于本发明，可以由六通阀25和压力表250一起，组成集成压力控制单元，可以用来分别读取自支撑压裂液与通道压裂液各自的注入压力，通过减压阀24与六通阀25后的开关开度，可以实现控制自支撑压裂液与通道压裂液的注入流量控制。具体实现上，其六通阀上的开关，可以在实验结束后用作泄压(如图11所示)。

在本发明中，具体实现上，还包括拍摄单元，具体包括摄像机；

摄像机位于钢化玻璃7的正上方；

摄像机的镜头，朝向钢化玻璃7的顶面。

需要说明的是，对于本发明，拍摄单元，作为图像采集设备，在观测自支撑压裂液体系高速动态流动时，必须以高像素、高感光度的全画幅级别或以上相机或录像机进行拍摄，透过钢化玻璃7，可以清楚记录位于钢化玻璃7下方的主体框架1内的自支撑压裂液体系的动态流动、静态分布情况。

为了更加清楚地理解本发明，下面就本发明的具体组装过程，进行说明如下：

1、上端面方形密封圈10、下端面方形密封圈11分别安装进主体框架1的上端与下端的内槽中。将O型密封圈12塞入模拟移动裂缝滑块9下部对应的嵌槽中。

2、将装配好O型密封圈的模拟移动裂缝滑块9，平行于主体框架1的上下端面，装入主体框架1的中间内腔中。将底框8通过螺丝安装在主体框架1下方。

3、将两个固定可调旋钮架4安装在底框8的对应孔位上，之后将可调旋钮5通过固定可调旋钮架4内部的螺纹，在拧入过程中保持两根可调旋钮5同时转动，以保证可调旋钮5顶部接触的模拟移动裂缝滑块9平行于主体框架1的上端面移动。以及将固定销6拧入底框8上的对应孔位中，使其同时与模拟移动裂缝滑块9的底面接触。

4、将钢化玻璃7通过钢化玻璃固定架7安装在对应的位置；

5、最后将注液孔2与流出孔3连接对应尺寸的管线(即自支撑压裂液与通道压裂液的混合液的输入管线以及输出管线)，即可开始实验。

需要说明的是，本发明图1所示的装置整体，可以放置在预先加热的液体(例如热水中)，通过外部液体传导的高温，来对装置整体(具体是主体框架1内部流过的自支撑压裂液)进行加热，使得自支撑压裂液可以受到加热的作用，从而相变后形成自支撑固相。

为了更加清楚地理解本发明，下面结合具体实施例进行说明如下：

自支撑压裂液体系在可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置内的流动过程如下：

首先，自支撑压裂液与通道压裂液分别以不同的氮气瓶与液灌被驱替，经过注液孔进入主体框架1的内壁中间空腔之后，在流体压力的作用下，通过模拟射孔带斜坡15、流出端平面16，在此过程中，自支撑压裂液受到射孔带剪切与平行空间的剪切后，其分布形态如图10所示(图中透明的浅色块状为自支撑压裂液)。

与现有技术相比较，本发明提供的可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，具有以下的有益技术效果：

1、根据不同实验参数，独特设计的锥形流动空间，可以模拟射孔带对自支撑压裂液的分布影响。

2、可以实现在不同地层温度、压力、注液排量下，模拟不同密度、表面张力、粘度的自支撑压裂液体系在不同宽度的裂缝内的流动现象，进而优化自支撑压裂液和通道压裂液的配方与施工参数和工艺。

3、裂缝宽度在实验过程中可调，可模拟压裂施工过程中裂缝的变化过程，维持自支撑固相在实际裂缝中的真实分布形态。

4、本发明的装置可注入强酸或强碱性流体、腐蚀性有机溶剂、适用面广，可模拟自支撑压裂液与不同种类通道压裂液的流动现象。

5、本发明的装置采用端面密封，内部流体压力可达5MPa，满足高注入压力与大排量泵注的要求，更加接近现场模拟施工条件。

6、本发明的装置的各组件加工相对简单，可操作性强。

7、本发明的装置可拆洗、方便组装、操作简单、实用性强。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其可以模拟自支撑压裂液体系流动与相变后形成的自支撑固相在地层裂缝内分布形态，具有重大的生产实践意义。

对于本发明，能够在液体流动过程中，直观地观察到模拟射孔带、裂缝内自支撑压裂液体系的流动现象，随后，自支撑压裂液体系可以在裂缝空间内迅速固化，最后通过改变缝宽而模拟裂缝挤压的压缩过程，将自支撑固相固定在裂缝原处，即可形成具有一定分布规律的高导流自支撑裂缝。通过本发明，可以通过研究不同液体性质、不同施工参数的自支撑压裂液体系流动现象，进而进行流动规律研究，进而得出流动规律指导配方研究与施工参数设计。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其特征在于，包括横向分布的主体框架(1)；

主体框架(1)的顶部开口，并且其中部具有一个中间空腔(1000)；

中间空腔(1000)内用于放置模拟移动裂缝滑块(9)；

主体框架(1)的顶面开口上覆盖设置有钢化玻璃(7)；

主体框架(1)与一个底框(8)的顶部固定连接；

主体框架(1)的正面左右两端，分别开有一个注液孔(2)和流出孔(3)；

中间空腔(1000)的左边，设置有一个注入端内腔(13)，注入端内腔(13)与注液孔(2)相连通；

中间空腔(1000)的右边，设置有流出端内腔(14)，流出端内腔(14)与流出孔(3)相连通；

中间空腔(1000)左侧顶部边缘，与注入端内腔(13)顶部右侧边缘之间，具有一个第一模拟射孔带斜坡面(151)；

中间空腔(1000)右侧顶部边缘，与流出端空腔(14)顶部左侧边缘之间，具有一个第一平行裂缝面(161)。

2.如权利要求1所述的可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其特征在于，第一模拟射孔带斜坡面(151)是形状为右边高，左边低的斜面。

3.如权利要求1所述的可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其特征在于，第一平行裂缝面(161)与主体框架(1)的顶面相互平行。

4.如权利要求1所述的可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其特征在于，钢化玻璃(7)的前后两侧，分别具有一个钢化玻璃固定架(17)；

钢化玻璃固定架(17)，与主体框架(1)的顶面固定连接。

5.如权利要求4所述的可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其特征在于，钢化玻璃固定架(17)为L型的固定架。

6.如权利要求4所述的可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其特征在于，主体框架(1)的顶面前后两侧分别具有多个间隔分布的安装孔(101)；

钢化玻璃固定架(17)上与安装孔(101)相对应的位置，具有螺纹孔；

多个垂直分布的螺丝，分别与上下对应的螺纹孔和安装孔螺纹连接。

7.如权利要求6所述的可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其特征在于，主体框架(1)的顶部在多个安装孔(101)的内侧，设置有一圈方形的凹槽，该凹槽内嵌入有上端面方形密封圈(10)；

主体框架(1)的底面，设置有一圈方形的凹槽，该凹槽用于嵌入下端面方形密封圈(11)。

8.如权利要求1所述的可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其特征在于，底框(8)的底面左右两端，分别安装有一个固定可调旋钮架(4)；

每个固定可调旋钮架(4)的中心位置以及与该位置对应的底框(8)上，具有一个垂直分布的可调旋钮连接螺纹孔；

该可调旋钮连接螺纹孔，与垂直分布的可调旋钮(5)螺纹连接。

9.如权利要求1所述的可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其特征在于，底框(8)的底部，在两个固定可调旋钮架(4)的左右两侧的位置，分别具有一个固定销连接螺纹孔；

固定销连接螺纹孔垂直贯通底框(8)；

每个固定销连接螺纹孔与一个固定销(6)螺纹连接。

10.如权利要求1至9中任一项所述的可视化可变缝宽模拟自支撑压裂液流动规律的装置，其特征在于，模拟移动裂缝滑块(9)下部四周，具有环绕分布的嵌入槽；

嵌入槽中嵌入有O型密封圈(12)；

模拟移动裂缝滑块(9)下部，通过O型密封圈(12)，与中间空腔(1000)的四周侧壁相接触。

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