CN114216785A - 一种大尺寸真三轴煤岩体多场多相变频压裂试验装置 - Google Patents
一种大尺寸真三轴煤岩体多场多相变频压裂试验装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种大尺寸真三轴煤岩体多场多相变频压裂试验装置，包括注入系统、回压系统、真三轴仪、液压伺服系统和数据采集及控制系统；注入系统包括超临界CO2注入系统、空气注入系统、液氮注入系统、水注入系统，注入系统与真三轴仪气液进口连接；回压系统与真三轴仪气液出口连接，液压伺服系统与真三轴仪的加载油缸连接；数据采集及控制系统包含有多个不同种类的传感器以进行试验参数采集。利用该装置可以模拟在岩样储层环境下，对煤岩样施加真三轴应力、注入不同压裂介质、控制多物理场变化的压裂试验，还可以对压裂介质的注入压力、注入频率、注入流量、注入时间与回压、煤岩样温度、围岩应力大小进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及到采矿工程试验装置技术领域，尤其涉及一种大尺寸真三轴煤岩体多场多相变频压裂试验装置。
背景技术
煤岩体压裂技术被广泛应用于采矿工程、水利水电工程等各个领域。压裂技术不仅可以改造煤层顶板岩层结构，控制煤矿工作面上覆岩层顶板冒落性，弱化煤层巷道坚硬顶板，实现卸压减冲；同时还能在低透性高瓦斯煤层内形成致密离散裂缝网络，提高煤层的渗透性和导流能力，避免煤与瓦斯突出等煤岩体动力灾害；此外，压裂技术还可以应用于原位测试地应力以及提高放顶煤的块煤率，同时对煤炭资源流态化开采也有一定的借鉴意义。因此，真实、准确地模拟煤岩体在多种工况条件下的压裂过程，实时记录压裂介质的注入压力、注入频率、注入流量、注入时间以及气液出口压力、排出的气液体质量、煤岩样温度、围岩应力大小、轴向和径向应变等数据，深入研究裂缝的扩展机制以及影响裂缝扩展的因素与压后渗流，对油气藏的开发以及人工储层的建造提供了必要的技术支持和科学数据支撑。
目前，实施压裂作业大多依赖现场经验指导，缺乏有效合理的技术理论支撑，实际施工过程缺乏流程规范，煤岩体经过多次压裂后，很难得到预期效果。因此，在尽可能贴近实际储层环境的基础上，通过压裂来研究煤岩体压裂过程，可以对现场施工提供必要科学依据。由于目前试验设备的局限性，现有煤岩体压裂试验装置不能很好地模拟自然储层特性，不能构造多物理场、多种压裂介质、变频压裂的试验环境；同时装置功能单一，无法实时记录多种压裂介质致裂煤岩体过程中裂缝的几何形态和展布特征，以及导流能力、轴向和径向应变等数据，可靠性较低。
当前现有的煤岩体压裂试验装置在具体细节设计上仍然存在许多缺陷，具体如下：1人工裂缝扩展是一个连续的过程，当前成果中多采用小尺寸试样，可以满足人工裂缝起裂要求，但不能对人工裂缝扩展形态进行描述；2压裂介质单一，无法实现相同条件下不同压裂液的对比试验分析；3无法实现多物理场耦合的压裂试验，不能进行多物理场耦合压裂机理研究；4煤岩体试样在进行压裂时，无法实时监测其导流能力、轴向和径向应变等信息特征；5煤岩样拆装速度慢，试验效率低。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种大尺寸真三轴煤岩体多场多相变频压裂试验装置，包括注入系统、回压系统、真三轴仪、液压伺服系统和数据采集及控制系统；所述注入系统包括超临界CO2注入系统、空气注入系统、液氮注入系统、水注入系统，所述注入系统通过管路与真三轴仪的气液进口处的压裂管连接；
优选的，所述超临界CO2注入系统包括CO2气瓶、活塞容器、低温恒温槽、高压精密注入泵、阀1、阀4、阀5、阀7、阀8、阀15；CO2气瓶通过设置有阀1、阀4的管路与活塞容器进出口连接，活塞容器的该端还通过设置有阀5、阀15的管路与真三轴仪的气液进口处的压裂管连接；活塞容器加压口通过设置有阀7的管路与外界连通，活塞容器该端还通过设置有阀8的管路与高压精密注入泵连接，低温恒温槽通过管路与活塞容器周侧连接。
优选的，所述液氮注入系统包括空气瓶、气体增压泵、缓冲容器、调压阀、活塞式液氮高压储罐、液氮瓶、阀2、阀3、阀9、阀10、阀11、阀13、阀14、阀15、阀17；空气瓶通过设置有阀2、阀3的管路与气体增压泵进口端连接，气体增压泵出口端通过设置有阀9的管路与缓冲容器进口端连接，缓冲容器出口端通过依次设置有阀10、调压阀、阀11的管路与活塞式液氮高压储罐加压口连接，活塞式液氮高压储罐进出口通过依次设置有阀13、阀15的管路与真三轴仪的气液进口处的压裂管连接，活塞式液氮高压储罐的加压口还通过设置有阀17的管路与外界连通，液氮瓶的出口端通过设置有阀14的管路连接于活塞式液氮高压储罐进出口和阀13之间的管路上。
优选的，所述空气注入系统包括空气瓶、气体增压泵、缓冲容器、调压阀、阀2、阀3、阀9、阀10、阀12、阀15；空气瓶通过设置有阀2、阀3的管路与气体增压泵进口端连接，气体增压泵出口端通过设置有阀9的管路与缓冲容器进口端连接，缓冲容器出口端通过设置有阀10的管路与调压阀进口端连接，调压阀出口端通过设置有阀12、阀15的管路与真三轴仪的气液进口处的压裂管连接。
优选的，所述水注入系统包括高压精密注入泵、阀6、阀15；高压精密注入泵通过设置有阀6、阀15的管路与真三轴仪的气液进口处的压裂管连接。
所述真三轴仪包括压力仓、内置加热模块的加载压板、密封胶套、压力仓定位槽、压力仓盖板、压裂管、气液排出管、空心孔、加载油缸、油缸固定板、并帽、拉杆、压力传递杆；压力仓为一个立方体，位于真三轴仪的中央，其六个面上均安装了内置加热模块的加载压板，其十二条棱上均包裹着密封胶套，十二个压力仓定位槽固定在每个密封胶套的外侧，六个压力仓盖板固定在每个内置加热模块的加载压板的外侧并被压力仓定位槽围合；其中有两块面对面的内置加热模块的加载压板上有圆形开孔，压裂管和气液排出管分别穿入这两个圆形开孔；通过四根带有螺纹的拉杆及其并帽，加载油缸被固定在油缸固定板上，加载油缸通过油管与液压伺服系统相连；压力传递杆的一端穿过压力仓盖板与内置加热模块的加载压板相连，另一端与加载油缸相连，压力传递杆为中空杆，其靠近加载油缸的一侧周向设置有空心孔；
优选的，加载油缸设置有三个，两两相互垂直、构成三轴加载；或者设置成六个，分别垂直于压力仓的六个面。
所述液压伺服系统为独立的液压动力装置，通过油管与真三轴仪的加载油缸连接；
所述回压系统包括自动回压泵、回压阀、回压容器、气体流量计、干燥器、气液分离器、电子天平和阀16；设置有阀16的回压管路一端穿过空心孔与气液排出管相连，另一端与回压阀连接，回压阀与气液分离器进口端连接，气液分离器的出气端与干燥器、气体流量计依次连接，气液分离器的出液端与放在电子天平上的量杯连接，回压阀还与回压容器出口端连接，回压容器的进口端与自动回压泵连接；
所述数据采集及控制系统包含有多个不同种类的传感器，根据试验需求，将传感器设置在相应位置进行试验数据采集。
优选的，所述数据采集及控制系统包含电性连接的数据采集卡、PLC可编程控制器、电脑、自动化控制系统、数据处理软件和传感器1-8；其中，传感器1用于采集经气体增压泵增压后的空气压力，传感器2用于采集压裂介质的注入压力，传感器3用于采集真三轴压力，传感器4用于采集煤岩样的气液出口压力，传感器5用于采集回压，传感器6用于采集压裂介质的流量，传感器7用于采集煤岩样的应变，传感器8用于采集煤岩样的温度；数据采集及控制系统分别与注入系统、回压系统、真三轴仪、液压伺服系统相连接，用于控制这些系统工作，并采集、展示、输出上述系统中测得的试验数据。
优选的，还包括辅助工具，所述辅助工具包括流程操作柜和专用工具；流程操作柜用于放置高压精密注入泵、自动回压泵、气体流量计、干燥器、气液分离器、传感器，也用于安装各部件的控制按钮、开关、仪表及电器线路板，整个试验装置的手动操作均在此柜的面板上进行；专用工具用于试验管路的连接检修及设备的维护检修。
利用上述大尺寸真三轴煤岩体多场多相变频压裂试验装置进行三轴压裂模拟试验，包括以下步骤：
S1，使用高精度切割工具加工出正方体煤岩样，再利用高精度钻床台钻在烘干后的煤岩样端面钻出煤岩样中心孔并清洗，干燥后插入煤岩样压裂管，并对环向孔隙采用环氧树脂胶浇筑；
S2，将真三轴仪上的压裂管与煤岩样上的煤岩样压裂管相连，再一并放入压力仓中；盖上内置加热模块的加载压板，并调整好密封胶套；将气液排出管、压力传递杆固定在内置加热模块的加载压板上；安装压力仓定位槽并盖上压力仓盖板；利用拉杆及并帽将加载油缸固定在油缸固定板上，并利用油管将加载油缸与液压伺服系统连接起来；
S3，将回压系统管路穿过空心孔与真三轴仪上的气液排出管相连；将注入系统管路与真三轴仪的压裂管相连，连接好数据采集及控制系统；
S4，打开注入系统、数据采集及控制系统；打开回压系统，在真三轴仪气液出口加载一个高于大气压直至所模拟的地层压力，保持气液出口的回压恒定；
S5，通过内置加热模块的加载压板对煤岩样加热至试验所需温度；
S6，开启液压伺服系统，将液压油通过油管注入到真三轴仪的加载油缸内，直至三轴压力达到试验所需应力，并保持恒定；
S7，分别利用超临界CO2注入系统、空气注入系统、液氮注入系统、水注入系统进行多种压裂介质的压裂试验；
优选的，当进行超临界CO2压裂试验时，首先打开阀7，再打开阀1和阀4，将CO2气瓶内的高纯度CO2注入到活塞容器中，待充满后关闭阀1、阀4和阀7；通过低温恒温槽将活塞容器中的CO2调温至临界温度31.26℃，打开阀8、阀5和阀15，利用高压精密注入泵将CO2增压至临界压力7.38MPa，并注入到煤岩样中。
优选的，当进行水压裂试验时，打开阀6和阀15，利用高压精密注入泵抽吸预先储存的水，并向煤岩样中注入。
优选的，当进行空气压裂试验时，首先打开阀2、阀3和阀9，将空气瓶内的空气经气体增压泵增压后储存在缓冲容器内；打开阀10、阀12和阀15，再利用调压阀控制从缓冲容器中输出的空气的压力，使空气以试验要求的压力注入到煤岩样中。
优选的，当进行液氮压裂试验时，首先打开阀2、阀3和阀9，将空气瓶内的空气经气体增压泵增压后储存在缓冲容器内；打开阀14和阀17，将液氮瓶内的高纯度液氮注入到活塞式液氮高压储罐中，待充满后关闭阀14和阀17；打开阀10、阀11、阀13和阀15，再利用调压阀控制从缓冲容器中输出的空气的压力，使空气以试验要求的压力注入到活塞式液氮高压储罐中，推动活塞式液氮高压储罐中的液氮，使液氮以试验要求的压力注入到煤岩样中。
S8，试验结束后，关闭注入系统、回压系统、液压伺服系统、真三轴仪，在保存各个传感器数据后，关闭数据采集及控制系统；
S9，采取S2、S3的逆过程，卸下煤岩样。
有益效果：本发明的一种大尺寸真三轴煤岩体多场多相变频压裂试验装置，能够对煤岩样加载高应力和提供高温条件，煤岩样的尺寸可以为300×300×300mm，煤岩样的轴压和围压可达70MPa，煤岩样的温度可达300℃，可模拟矿物埋藏深度达2500m的地质环境。利用该装置，可以模拟在岩样储层环境下，对煤岩样施加真三轴应力、注入不同压裂介质(超临界CO2、液氮、空气、水)，控制多物理场(流固场、低温场、裂隙场、压力场)变化的压裂试验，还可以实现对压裂介质注入压力、注入频率、注入流量、注入时间与回压、煤岩样温度、围岩应力大小的控制，并实时监测、记录压裂介质的注入压力、注入流量以及气液出口的压力、排出的气液体质量、导流能力、围岩应力大小、轴向和径向应变等数据；另外本装置还能开展不同工况下不同温度、不同注入压力、不同流体大尺寸煤岩样的渗透率测试试验。各种试验参数由计算机进行控制、测量、显示、处理并打印，集成度高，使用方便可靠，为裂隙起裂扩展贯通规律、体积压裂改造、煤岩体碎裂特性、压力、破碎程度等研究提供理论基础。
附图说明
图1为大尺寸真三轴煤岩体多场多相变频压裂试验装置示意图；
图2为数据采集及控制系统示意图；
图3为真三轴仪的结构示意图；
图4为煤岩样示意图；
图1中：1—缓冲容器；2—调压阀；3—活塞式液氮高压储罐；4—液氮瓶；5—气体增压泵；6—活塞容器；7—CO2气瓶；8—空气瓶；9—低温恒温槽；10—高压精密注入泵；11—真三轴仪；12—液压伺服系统；13—自动回压泵；14—回压阀；15—回压容器；16—气体流量计；17—干燥器；18—气液分离器；19—电子天平；
图3中：20—加载油缸；21—并帽；22—油缸固定板；23—拉杆；24—压力仓定位槽；25—气液排出管；26—压力仓盖板；27—压力仓；28—内置加热模块的加载压板；29—空心孔；30—压裂管；31—密封胶套；32—压力传递杆。
图4中：33—煤岩样；34—煤岩样压裂管；35—煤岩样中心孔；36—环氧树脂胶。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行更为详细的描述。
如图1-3所示，本发明所述的一种大尺寸真三轴煤岩体多场多相变频压裂试验装置，主要包括注入系统、回压系统、真三轴仪11、液压伺服系统12和数据采集及控制系统五个主要系统以及辅助工具；
所述注入系统包括超临界CO2注入系统、空气注入系统、液氮注入系统、水注入系统；
所述超临界CO2注入系统包括CO2气瓶7、活塞容器6、低温恒温槽9、高压精密注入泵10、阀1、阀4、阀5、阀7、阀8、阀15；CO2气瓶7通过设置有阀1、阀4的管路与活塞容器6进出口连接，活塞容器6的该端还通过设置有阀5、阀15的管路与真三轴仪11的气液进口处的压裂管30连接；活塞容器6加压口通过设置有阀7的管路与外界连通，活塞容器6该端还通过设置有阀8的管路与高压精密注入泵10连接，低温恒温槽9通过管路与活塞容器6周侧连接。活塞容器6上端为进出口，可以自此输入和输出CO2，下端为加压口，用于对活塞容器施加压力；活塞容器储气时，CO2自进出口进入活塞容器，活塞向下运动，活塞下部的空气自加压口排出，活塞容器放气时，自加压口输入空气对活塞施工压力，活塞容器中CO2自进出口排出。CO2气瓶7内储存高纯度CO2，活塞容器6储存预降温增压的CO2，低温恒温槽9用于对活塞容器6进行调温使CO2处于低温环境内，防止处于临界温度的CO2出现混相的现象，高压精密注入泵10用于对活塞容器6进行增压，将CO2增压至临界压力7.38MPa，如此可以向煤岩样33中注入最大70MPa压力的超临界CO2，以进行超临界CO2压裂试验。
所述液氮注入系统包括空气瓶8、气体增压泵5、缓冲容器1、调压阀2、活塞式液氮高压储罐3(工作机理同活塞容器6)、液氮瓶4、阀2、阀3、阀9、阀10、阀11、阀13、阀14、阀15、阀17；空气瓶8通过设置有阀2、阀3的管路与气体增压泵5进口端连接，气体增压泵5出口端通过设置有阀9的管路与缓冲容器1进口端连接，缓冲容器1出口端通过依次设置有阀10、调压阀2、阀11的管路与活塞式液氮高压储罐3上端的加压口连接，活塞式液氮高压储罐3下端的进出口通过依次设置有阀13、阀15的管路与真三轴仪11的气液进口处的压裂管30连接，活塞式液氮高压储罐3的加压口还通过设置有阀17的管路与外界连通，液氮瓶4的出口端通过设置有阀14的管路连接于活塞式液氮高压储罐3下端的进出口和阀13之间的管路上。液氮瓶4内储存高纯度液氮，空气瓶8内储存空气，气体增压泵5用于对空气进行增压，缓冲容器1用于储存经气体增压泵5增压后的空气，调压阀2用于控制从缓冲容器1中输出的空气的压力，使空气以试验要求的压力注入到活塞式液氮高压储罐3中，活塞式液氮高压储罐3与气体增压泵5、缓冲容器1、调压阀2、液氮瓶4组合成一套液氮加载装置，用于对液氮进行加压，使液氮达到试验所需的压裂压力，然后注入到煤岩样33中进行液氮压裂试验。
所述空气注入系统包括空气瓶8、气体增压泵5、缓冲容器1、调压阀2、阀2、阀3、阀9、阀10、阀12、阀15；空气瓶8通过设置有阀2、阀3的管路与气体增压泵5进口端连接，气体增压泵5出口端通过设置有阀9的管路与缓冲容器1进口端连接，缓冲容器1出口端通过设置有阀10的管路与调压阀2进口端连接，调压阀2出口端通过设置有阀12、阀15的管路与真三轴仪11的气液进口处的压裂管30连接。空气瓶8内储存空气，气体增压泵5用于对空气进行增压，缓冲容器1用于储存经气体增压泵5增压后的空气，调压阀2用于控制从缓冲容器1中输出的空气的压力，使空气以试验要求的压力注入到煤岩样33中，以进行空气压裂试验。
所述水注入系统包括高压精密注入泵10、阀6、阀15；高压精密注入泵10通过设置有阀6、阀15的管路与真三轴仪11的气液进口处的压裂管30连接。高压精密注入泵10可以抽吸预先储存的水，并向煤岩样33中注入，以进行水压裂试验。
如图1、3所示，所述真三轴仪11包括压力仓27、内置加热模块的加载压板28、密封胶套31、压力仓定位槽24、压力仓盖板26、压裂管30、气液排出管25、空心孔29、加载油缸20、油缸固定板22、并帽21、拉杆23、压力传递杆32；压力仓27为一个立方体，位于真三轴仪11的中央，其六个面上均安装了内置加热模块的加载压板28，其十二条棱上均包裹着密封胶套31，十二个压力仓定位槽24固定在每个密封胶套31的外侧，六个压力仓盖板26固定在每个内置加热模块的加载压板28的外侧被压力仓定位槽1围合；其中有两块面对面的内置加热模块的加载压板28上有圆形开孔，压裂管30和气液排出管25分别穿入这两个圆形开孔形成气/液进口和气/液出口；通过四根带有螺纹的拉杆23及其并帽21，加载油缸20被固定在油缸固定板22上，加载油缸20通过油管与液压伺服系统12相连；压力传递杆32的一端穿过压力仓盖板26与内置加热模块的加载压板28相连，另一端与加载油缸20相连，压力传递杆32为中空杆，其靠近加载油缸20的一侧周向设置有空心孔29；加载油缸20设置有三个，两两相互垂直、构成三轴加载；也可以设置成六个，分别垂直于压力仓27的六个面。压力仓27用于放置煤岩样33；内置加热模块的加载压板28用于传递压力传递杆32的三轴压力以及给煤岩样33加热，该部件还自带温度传感器8(图中未示出)，可以实时监测煤岩样的33温度；密封胶套31用于防止液压油渗入压力仓27内以及防止压裂介质外泄；压力仓定位槽24用于固定压力仓27及压力仓盖板26的位置；压力仓盖板26配合密封胶套31，为真三轴仪11构造出独立的工作环境；压裂管30与注入系统相连，以分别进行超临界CO2、、液氮、空气、水压裂试验；气液排出管25与回压系统相连，以在真三轴仪11气液出口加载一个高于大气压直至所模拟的地层压力，从而保持真三轴仪11气液出口的回压恒定；油缸固定板22、四根带有螺纹的拉杆23及其并帽21用于固定加载油缸20；加载油缸20用于传递液压伺服系统12提供的三轴压力；压力传递杆32用于传递加载油缸20的三轴压力；空心孔29作为连通回压系统与气液排出管25的通道。
所述液压伺服系统12采用DHF-C-31.5，为独立的液压动力装置，其通过油管与真三轴仪11的加载油缸20连接，可以按照试验要求向真三轴仪11提供压力油液，并控制油液的压力、流量，以实现真三轴压裂。此外，该系统可以通过设置不同的加载频率进行变频压裂试验。该系统具有易于控制压力、流量，驱动力、力矩和功率大，尺寸小，重量轻，加速性能好，响应速度快，控制精度高，稳定性容易保证等优点。
所述回压系统包括自动回压泵13、回压阀14、回压容器15、气体流量计16、干燥器17、气液分离器18、电子天平19和阀16；设置有阀16的回压管路一端穿过空心孔29与真三轴仪11的气液排出管25相连，另一端与回压阀14连接，回压阀14与气液分离器18进口端连接，气液分离器18的出气端与干燥器17、气体流量计16依次连接，气液分离器18的出液端与放在电子天平19上的量杯连接，回压阀14还与回压容器15出口端连接，回压容器15的进口端与自动回压泵13连接。回压系统是用来在真三轴仪11气液出口加载一个高于大气压直至所模拟地层压力的一个调压装置，以保持真三轴仪11气液出口的回压恒定，使排出气/液体更为平稳，并以较高的精度进行计量。自动回压泵13用于对预先储存的水或气体进行增压，以产生试验所需回压；回压阀14在其腔体内利用自动回压泵13施加一定的压力，若真三轴仪11气液出口的压力大于此压力值时，真三轴仪11内的气体/液体就会排出，若压力与设定值相等，回压阀14内膜片会自动将通向气液分离器18侧的通路密封住，从而达到真三轴仪11的气液进口、气液出口恒压差的目的，因此使用回压阀14不会造成回压下降且回压波动很小，可以有效保持真三轴仪11气液出口回压恒定；回压容器15用于储存经自动回压泵13增压后的气体/液体；气体流量计16用于计量真三轴仪11气液出口排出的气体量，干燥器17用于干燥真三轴仪11气液出口排出气体中携带的液体成分，保证气体计量的准确性，同时也起到了保护气体流量计16的作用；气液分离器18用于对真三轴仪11气液出口排出的液体进行冷却，防止因气液出口高温产生蒸发影响计量结果；电子天平19用于对真三轴仪11气液出口排出的液体进行计量。
如图2所示，所述数据采集及控制系统包含电性连接的数据采集卡、PLC可编程控制器、电脑、自动化控制系统、数据处理软件和传感器1-8；其中，传感器1用于采集经气体增压泵5增压后的空气压力，传感器2用于采集压裂介质的注入压力，传感器3用于采集真三轴压力，传感器4用于采集煤岩样33的气液出口压力，传感器5用于采集回压，传感器6用于采集压裂介质的流量，传感器7用于采集煤岩样33的应变，传感器8用于采集煤岩样33的温度；数据采集及控制系统分别与注入系统、回压系统、真三轴仪11、液压伺服系统12相连接，用于控制这些系统工作，并采集、展示、输出上述系统中通过传感器等测得的试验数据。数据采集卡采用PCI-1716，用于采集各传感器测得的数据；PLC可编程控制器用于执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程；电脑采用HP Z2G4台式工作站及24寸液晶显示屏，其功能在于将采集到的数据可视化，以及为数据处理软件提供运行环境；自动化控制系统采用KDZHK-Ⅱ，用于试验系统的测控过程控制；数据处理软件采用KDRJ-B，用于对采集的数据进行处理并形成报表格式输出。
所述辅助工具包括流程操作柜和专用工具；流程操作柜用于放置高压精密注入泵10、自动回压泵13、气体流量计16、干燥器17、气液分离器18、传感器等部件，也用于安装各部件的控制按钮、开关、仪表及电器线路板，整个试验装置的手动操作均在此柜的面板上进行；专用工具用于试验管路的连接检修及设备的维护检修；该系统负责对整套试验装置进行保护、监控、连接、控制及维护。可以利用据采集及控制系统控制试验装置，也可以通过流程操作柜手动操作控制试验装置。
利用上述大尺寸真三轴煤岩体多场多相变频压裂试验装置进行三轴压裂模拟试验，包括以下步骤：
S1，如图4所示，使用高精度切割工具加工出大小为300×300×300mm的煤岩样33，再利用高精度钻床台钻在烘干后的煤岩样33端面进行钻孔，得到煤岩样中心孔35，其孔径为Φ45mm，孔深为225mm；清洗煤岩样中心孔35，待干燥后，将煤岩样压裂管34插入煤岩样中心孔35中，并采用环氧树脂胶36对煤岩样压裂管34与煤岩样中心孔35的间隙进行浇筑，放置24小时；
S2，将真三轴仪11上的压裂管30与煤岩样33上的煤岩样压裂管34相连，再一并放入压力仓27中；盖上内置加热模块的加载压板28，并调整好密封胶套31，使其与煤岩样33表面均匀紧密接触并固定；将气液排出管25、压力传递杆32固定在内置加热模块的加载压板28上；安装压力仓定位槽24并盖上压力仓盖板26，为真三轴仪11构造初独立的工作环境；利用拉杆23及并帽21将加载油缸20固定在油缸固定板22上，并利用油管将加载油缸20与液压伺服系统12连接起来；
S3，将回压系统管路穿过压力传递杆32上的空心孔29与真三轴仪11上的气液排出管25相连；将注入系统管路与真三轴仪11的压裂管30相连，连接数据采集及控制系统；
S4，打开注入系统，使得气体增压泵5、低温恒温槽9和高压精密注入泵10开机；打开数据采集及控制系统，以控制各个系统工作，并采集、展示、输出各个传感器实时测得的数据；打开回压系统，在真三轴仪11气液出口加载一个高于大气压直至所模拟的地层压力，保持气液出口的回压恒定，使排出气体/液体更为平稳，并以较高的精度进行计量；至此，整个装置准备就绪；
S5，通过内置加热模块的加载压板28对煤岩样33进行加热，设置试验所需的温度(室温～300℃)，当达到试验所需温度时，保温1小时，即可认为煤岩样33的温度达到了给定温度；
S6，开启液压伺服系统12，将液压油通过油管注入到真三轴仪11的加载油缸22内，利用加载油缸22、压力传递杆32以及内置加热模块的加载压板28将三轴压力传递至煤岩样33，直至三轴压力达到试验所需应力，并保持恒定；可以通过设置不同的加载频率进行变频压裂试验。
S7，利用注入系统进行多种压裂介质的压裂试验，具体如下：
当进行超临界CO2压裂试验时，首先打开阀7，再打开阀1和阀4，将CO2气瓶7内的高纯度CO2注入到活塞容器6中，待充满后关闭阀1、阀4和阀7；等待一段时间，待低温恒温槽9将活塞容器6中的CO2调温至临界温度31.26℃，打开阀8、阀5和阀15，利用高压精密注入泵10将CO2增压至临界压力7.38MPa，并注入到煤岩样33中，以进行超临界CO2压裂试验；
当进行水压裂试验时，打开阀6和阀15，利用高压精密注入泵10抽吸预先储存的水，并向煤岩样33中注入，以进行水压裂试验。
当进行空气压裂试验时，首先打开阀2、阀3和阀9，将空气瓶8内的空气经气体增压泵5增压后储存在缓冲容器1内；打开阀10、阀12和阀15，再利用调压阀2控制从缓冲容器1中输出的空气的压力，使空气以试验要求的压力注入到煤岩样33中，以进行空气压裂试验；
当进行液氮压裂试验时，首先打开阀2、阀3和阀9，将空气瓶8内的空气经气体增压泵5增压后储存在缓冲容器1内；打开阀14和阀17，将液氮瓶4内的高纯度液氮注入到活塞式液氮高压储罐3中，待充满后关闭阀14和阀17；打开阀10、阀11、阀13和阀15，再利用调压阀2控制从缓冲容器1中输出的空气的压力，使空气以试验要求的压力注入到活塞式液氮高压储罐3中，推动活塞式液氮高压储罐3中的液氮，使液氮以试验要求的压力注入到煤岩样33中，以进行液氮压裂试验；
S8，试验结束后，关闭注入系统、回压系统、液压伺服系统12、真三轴仪11，在保存各个传感器数据后，关闭数据采集及控制系统；
S9，采取S2、S3的逆过程，卸下煤岩样33。
Claims (10)
1.一种大尺寸真三轴煤岩体多场多相变频压裂试验装置，包括注入系统、回压系统、真三轴仪、液压伺服系统和数据采集及控制系统；其特征在于，所述注入系统包括超临界CO2注入系统、空气注入系统、液氮注入系统、水注入系统，所述注入系统通过管路与真三轴仪的气液进口处的压裂管连接；
所述真三轴仪包括压力仓、内置加热模块的加载压板、密封胶套、压力仓定位槽、压力仓盖板、压裂管、气液排出管、空心孔、加载油缸、油缸固定板、并帽、拉杆、压力传递杆；压力仓为一个立方体，位于真三轴仪的中央，其六个面上均安装了内置加热模块的加载压板，其十二条棱上均包裹着密封胶套，十二个压力仓定位槽固定在每个密封胶套的外侧，六个压力仓盖板固定在每个内置加热模块的加载压板的外侧并被压力仓定位槽围合；其中有两块面对面的内置加热模块的加载压板上有圆形开孔，压裂管和气液排出管分别穿入这两个圆形开孔；通过四根带有螺纹的拉杆及其并帽，加载油缸被固定在油缸固定板上，加载油缸通过油管与液压伺服系统相连；压力传递杆的一端穿过压力仓盖板与内置加热模块的加载压板相连，另一端与加载油缸相连，压力传递杆为中空杆，其靠近加载油缸的一侧周向设置有空心孔；
所述液压伺服系统为独立的液压动力装置，通过油管与真三轴仪的加载油缸连接；
所述回压系统包括自动回压泵、回压阀、回压容器、气体流量计、干燥器、气液分离器、电子天平和阀16；设置有阀16的回压管路一端穿过空心孔与气液排出管相连，另一端与回压阀连接，回压阀与气液分离器进口端连接，气液分离器的出气端与干燥器、气体流量计依次连接，气液分离器的出液端与放在电子天平上的量杯连接，回压阀还与回压容器出口端连接，回压容器的进口端与自动回压泵连接；
所述数据采集及控制系统包含有多个不同种类的传感器，根据试验需求，将传感器设置在相应位置进行试验参数采集。
2.根据权利要求1所述的压裂试验装置，其特征在于，所述超临界CO2注入系统包括CO2气瓶、活塞容器、低温恒温槽、高压精密注入泵、阀1、阀4、阀5、阀7、阀8、阀15；CO2气瓶通过设置有阀1、阀4的管路与活塞容器进出口连接，活塞容器的该端还通过设置有阀5、阀15的管路与真三轴仪的气液进口处的压裂管连接；活塞容器加压口通过设置有阀7的管路与外界连通，活塞容器该端还通过设置有阀8的管路与高压精密注入泵连接，低温恒温槽通过管路与活塞容器周侧连接。
3.根据权利要求1所述的压裂试验装置，其特征在于，所述液氮注入系统包括空气瓶、气体增压泵、缓冲容器、调压阀、活塞式液氮高压储罐、液氮瓶、阀2、阀3、阀9、阀10、阀11、阀13、阀14、阀15、阀17；空气瓶通过设置有阀2、阀3的管路与气体增压泵进口端连接，气体增压泵出口端通过设置有阀9的管路与缓冲容器进口端连接，缓冲容器出口端通过依次设置有阀10、调压阀、阀11的管路与活塞式液氮高压储罐加压口连接，活塞式液氮高压储罐进出口通过依次设置有阀13、阀15的管路与真三轴仪的气液进口处的压裂管连接，活塞式液氮高压储罐的加压口还通过设置有阀17的管路与外界连通，液氮瓶的出口端通过设置有阀14的管路连接于活塞式液氮高压储罐进出口和阀13之间的管路上。
4.根据权利要求1所述的压裂试验装置，其特征在于，所述空气注入系统包括空气瓶、气体增压泵、缓冲容器、调压阀、阀2、阀3、阀9、阀10、阀12、阀15；空气瓶通过设置有阀2、阀3的管路与气体增压泵进口端连接，气体增压泵出口端通过设置有阀9的管路与缓冲容器进口端连接，缓冲容器出口端通过设置有阀10的管路与调压阀进口端连接，调压阀出口端通过设置有阀12、阀15的管路与真三轴仪的气液进口处的压裂管连接。
5.根据权利要求1所述的压裂试验装置，其特征在于，所述水注入系统包括高压精密注入泵、阀6、阀15；高压精密注入泵通过设置有阀6、阀15的管路与真三轴仪的气液进口处的压裂管连接。
6.根据权利要求1所述的压裂试验装置，其特征在于，所述真三轴仪的加载油缸设置有三个，两两相互垂直、构成三轴加载；或者设置成六个，分别垂直于压力仓的六个面。
7.根据权利要求1所述的压裂试验装置，其特征在于，优选的，所述数据采集及控制系统包含电性连接的数据采集卡、PLC可编程控制器、电脑、自动化控制系统、数据处理软件和传感器1-8；其中，传感器1用于采集经气体增压泵增压后的空气压力，传感器2用于采集压裂介质的注入压力，传感器3用于采集真三轴压力，传感器4用于采集煤岩样的气液出口压力，传感器5用于采集回压，传感器6用于采集压裂介质的流量，传感器7用于采集煤岩样的应变，传感器8用于采集煤岩样的温度；数据采集及控制系统分别与注入系统、回压系统、真三轴仪、液压伺服系统相连接，用于控制这些系统工作，并采集、展示、输出上述系统中测得的试验数据。
8.根据权利要求1所述的压裂试验装置，其特征在于，还包括辅助工具，所述辅助工具包括流程操作柜和专用工具；流程操作柜用于放置高压精密注入泵、自动回压泵、气体流量计、干燥器、气液分离器、传感器，也用于安装各部件的控制按钮、开关、仪表及电器线路板，整个试验装置的手动操作均在此柜的面板上进行；专用工具用于试验管路的连接检修及设备的维护检修。
9.利用权利要求1-8任意一项所述的压裂试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，使用高精度切割工具加工出正方体煤岩样，再利用高精度钻床台钻在烘干后的煤岩样端面钻出煤岩样中心孔并清洗，干燥后插入煤岩样压裂管，并对环向孔隙采用环氧树脂胶浇筑；
S2，将真三轴仪上的压裂管与煤岩样上的煤岩样压裂管相连，再一并放入压力仓中；盖上内置加热模块的加载压板，并调整好密封胶套；将气液排出管、压力传递杆固定在内置加热模块的加载压板上；安装压力仓定位槽并盖上压力仓盖板；利用拉杆及并帽将加载油缸固定在油缸固定板上，并利用油管将加载油缸与液压伺服系统连接起来；
S3，将回压系统管路穿过空心孔与真三轴仪上的气液排出管相连；将注入系统管路与真三轴仪的压裂管相连，连接好数据采集及控制系统；
S4，打开注入系统、数据采集及控制系统；打开回压系统，在真三轴仪气液出口加载一个高于大气压直至所模拟的地层压力，保持气液出口的回压恒定；
S5，通过内置加热模块的加载压板对煤岩样加热至试验所需温度；
S6，开启液压伺服系统，将液压油通过油管注入到真三轴仪的加载油缸内，直至三轴压力达到试验所需应力，并保持恒定；
S7，分别利用超临界CO2注入系统、空气注入系统、液氮注入系统、水注入系统进行多种压裂介质的压裂试验；
S8，试验结束后，关闭注入系统、回压系统、液压伺服系统、真三轴仪，在保存各个传感器数据后，关闭数据采集及控制系统；
S9，采取S2、S3的逆过程，卸下煤岩样。
10.利用权利要求9所述的试验方法，当进行超临界CO2压裂试验时，首先打开阀7，再打开阀1和阀4，将CO2气瓶内的高纯度CO2注入到活塞容器中，待充满后关闭阀1、阀4和阀7；通过低温恒温槽将活塞容器中的CO2调温至临界温度31.26℃，打开阀8、阀5和阀15，利用高压精密注入泵将CO2增压至临界压力7.38MPa，并注入到煤岩样中；
当进行水压裂试验时，打开阀6和阀15，利用高压精密注入泵抽吸预先储存的水，并向煤岩样中注入；
当进行空气压裂试验时，首先打开阀2、阀3和阀9，将空气瓶内的空气经气体增压泵增压后储存在缓冲容器内；打开阀10、阀12和阀15，再利用调压阀控制从缓冲容器中输出的空气的压力，使空气以试验要求的压力注入到煤岩样中；
当进行液氮压裂试验时，首先打开阀2、阀3和阀9，将空气瓶内的空气经气体增压泵增压后储存在缓冲容器内；打开阀14和阀17，将液氮瓶内的高纯度液氮注入到活塞式液氮高压储罐中，待充满后关闭阀14和阀17；打开阀10、阀11、阀13和阀15，再利用调压阀控制从缓冲容器中输出的空气的压力，使空气以试验要求的压力注入到活塞式液氮高压储罐中，推动活塞式液氮高压储罐中的液氮，使液氮以试验要求的压力注入到煤岩样中。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116008084A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-04-25 | 平顶山天安煤业股份有限公司 | 多场耦合煤岩体动力灾害防控模拟试验用主体模型 |
| WO2024041145A1 (zh) * | 2022-08-25 | 2024-02-29 | 安徽理工大学 | 大尺寸真三轴煤岩体多场渗流耦合系统实验装置及方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106644734A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-10 | 中国石油大学(北京) | 真三轴水力压裂试验机及其试验方法 |
| CN106840991A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-06-13 | 中国矿业大学 | 一种非常规天然气岩‑气‑热多过程耦合试验系统 |
| CN107436262A (zh) * | 2016-05-26 | 2017-12-05 | 中国石油大学(北京) | 围压下低温液氮压裂实验系统 |
| CN108663298A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-10-16 | 西南石油大学 | 一种真三轴裂缝扩展模拟和渗透率测试一体化的实验装置和方法 |
| CN110208105A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-06 | 西安科技大学 | 一种三轴煤岩多场多相耦合压裂实验装置及实验方法 |
| WO2020029497A1 (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | Xi'an University Of Science And Technology | A seepage-creep and mechanical experimental system for coal and rock mass containing gas under triaxial loading in low-temperature environment |
| CN111272576A (zh) * | 2020-03-17 | 2020-06-12 | 太原理工大学 | 一种新的真三轴压裂渗流试验装置与方法 |
| CN112033811A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-12-04 | 中国矿业大学 | 一种上向钻孔低温流体致裂的模拟实验系统及方法 |
| CN112211625A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-01-12 | 中国矿业大学 | 一种热与化学流体改造储层模拟装置及方法 |
| CN112523735A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-03-19 | 中国矿业大学 | 一种用于页岩储层改造的压裂方法 |
| CN112924299A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-08 | 中国石油大学(华东) | 极端深层环境下高温岩石压裂试验系统 |
| CN113075112A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-06 | 东北大学 | 一种水力压裂和微波致裂联合增透页岩的实验装置及方法 |
-
2021
- 2021-12-16 CN CN202111539737.7A patent/CN114216785B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107436262A (zh) * | 2016-05-26 | 2017-12-05 | 中国石油大学(北京) | 围压下低温液氮压裂实验系统 |
| CN106644734A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-10 | 中国石油大学(北京) | 真三轴水力压裂试验机及其试验方法 |
| CN106840991A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-06-13 | 中国矿业大学 | 一种非常规天然气岩‑气‑热多过程耦合试验系统 |
| CN108663298A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-10-16 | 西南石油大学 | 一种真三轴裂缝扩展模拟和渗透率测试一体化的实验装置和方法 |
| WO2020029497A1 (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-13 | Xi'an University Of Science And Technology | A seepage-creep and mechanical experimental system for coal and rock mass containing gas under triaxial loading in low-temperature environment |
| CN110208105A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-06 | 西安科技大学 | 一种三轴煤岩多场多相耦合压裂实验装置及实验方法 |
| CN111272576A (zh) * | 2020-03-17 | 2020-06-12 | 太原理工大学 | 一种新的真三轴压裂渗流试验装置与方法 |
| CN112033811A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-12-04 | 中国矿业大学 | 一种上向钻孔低温流体致裂的模拟实验系统及方法 |
| CN112211625A (zh) * | 2020-10-09 | 2021-01-12 | 中国矿业大学 | 一种热与化学流体改造储层模拟装置及方法 |
| CN112523735A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-03-19 | 中国矿业大学 | 一种用于页岩储层改造的压裂方法 |
| CN112924299A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-08 | 中国石油大学(华东) | 极端深层环境下高温岩石压裂试验系统 |
| CN113075112A (zh) * | 2021-04-26 | 2021-07-06 | 东北大学 | 一种水力压裂和微波致裂联合增透页岩的实验装置及方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| HAOYAN: "Crack propagation patterns and factors controlling complex crack network formation in coal bodies during tri-axial supercritical carbon dioxide fracturing", FUEL, vol. 286 * |
| 赵娇: "预置缝内填充物脆性对水力压裂缝延伸扩展的规律研究", 中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑, no. 2021, pages 83 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024041145A1 (zh) * | 2022-08-25 | 2024-02-29 | 安徽理工大学 | 大尺寸真三轴煤岩体多场渗流耦合系统实验装置及方法 |
| CN116008084A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-04-25 | 平顶山天安煤业股份有限公司 | 多场耦合煤岩体动力灾害防控模拟试验用主体模型 |
| CN116008084B (zh) * | 2022-12-23 | 2023-08-22 | 平顶山天安煤业股份有限公司 | 多场耦合煤岩体动力灾害防控模拟试验用主体模型 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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