CN207686702U - 一种水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置，其特征在于：包括水平压裂套管、水平压裂内管两部分组成；本实用新型通过首先将水平压裂套管通过特殊的胶水粘结到预置孔的表面，然后将水平压裂内管旋转入水平压裂套管内，通过旋转不同的水平压裂内管长度，实现在指定压裂段实施压裂的目的。该装置具有结构简单、易操作、适用范围广、实验效果良好的优点，开展水平井分段水力压裂实验时不仅省时省力，而且能够实现不同压裂位置、不同压裂角度、不同压裂顺序的实验目的，从而达到优化实验参数、提升实验质量，更加有效地开展水平井分段水力压裂实验。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置，为实验装置。
背景技术
我国煤层气资源埋深2000米以浅的储量约为36.8万亿立方米，但由于煤层气储层具有“三低一高”的特点，导致煤层气资源利用率低，无法实现商业化开采。水平井分段水力压裂技术作为一项新兴的、高效的瓦斯增透技术，逐渐被国内外学者所重视，但对其的研究仍处于初级阶段。此外，由于我国煤层气储层地质条件复杂，因此需要针对不同的地质特点，选择不同的段间距、压裂角度、压裂液排量，对煤储层进行有效的储层缝网改造。目前，主要的研究手段有理论分析、数值模拟、现场应用，开展水平井分段水力压裂实验对于机理的研究是必需的，有着不可或缺的重要性，实验结果不仅能够直观地对缝网结构的分布进行观察、分析，而且可以验证理论分析、数值模拟得到的结论，校正理论模型、数值分析的参数，从而为水平井分段水力压裂机理的研究提供借鉴和参考。为此本文提出了一种水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置，该装置具有结构简单、适用范围广、方便操作、实验效果好的特点，可以开展不同压裂位置、不同压裂角度、不同压裂顺序的目的。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置，所述的压裂管装置由水平压裂套管（4）、水平压裂内管（7）两部分组成；水平压裂套管（4）由六角卡槽（1）、外出水孔（2）、内螺纹（3）组成；水平压裂内管（7）由顶端螺纹（5）、方形卡槽（6）、外螺纹（8）、内出水孔（9）组成。
所述的水平压裂内管（7）的外径与水平压裂套管（4）的内径大小相同。
所述的外出水孔（2）的直径与内出水孔（9）的直径大小相同。
所述的外出水孔（2）在水平压裂套管（4）上对称分布，共有8排出水孔；内出水孔（9）在水平压裂内管（7）的底端对称分布，共有2排出水孔，出水孔（9）的段间距小于外出水孔（2）的段间距。
所述的六角卡槽（1）上的8个长凹槽（10）与外出水孔（2）的8排出水孔方向一致；方形卡槽（6）上的2个短凹槽（11）与内出水孔（9）的2排出水孔方向一致。
本实用新型的有益效果为：本装置可以通过旋转水平井内管，实现重复开展水平井分段水力压裂实验的目的；通过对照短凹槽与长凹槽的相对位置，实现不同压裂角度的实验要求；通过旋转不同的水平井内管的长度，实现开展不同的压裂位置的实验需求；通过选取不同的压裂位置，可以实现不同的压裂顺序，从而均匀的对试件进行缝网改造，进一步研究压裂顺序对缝网结构的影响，为现场开展工业性试验提供借鉴和参考。与普通的水平井分段压裂实验中的压裂管装置相比，该装置可以避免压裂范围选取的不准确性、压裂顺序无法任意选择的缺陷。
实施水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置的设计能够缩短实验周期，优化实验参数、提升实验质量，从而更加高效地开展水平井分段水力压裂实验。
附图说明
图1是水平压裂套管的剖面示意图。
图2是六角卡槽的侧视图。
图3是水平压裂内管的剖面示意图。
图4是方形卡槽的侧视图。
图5是水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置的剖面示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型的实施方式进一步详细地描述。如附图1-5所示，
压裂管装置由水平压裂套管（4）、水平压裂内管（7）两部分组成；水平压裂套管（4）由六角卡槽（1）、外出水孔（2）、内螺纹（3）组成；水平压裂内管（7）由顶端螺纹（5）、方形卡槽（6）、外螺纹（8）、内出水孔（9）组成。
所述的水平压裂内管（7）的外径与水平压裂套管（4）的内径大小相同。
所述的外出水孔（2）的直径与内出水孔（9）的直径大小相同。
所述的外出水孔（2）在水平压裂套管（4）上对称分布，共有8排出水孔；内出水孔（9）在水平压裂内管（7）的底端对称分布，共有2排出水孔，出水孔（9）的段间距小于外出水孔（2）的段间距。
所述的六角卡槽（1）上的8个长凹槽（10）与外出水孔（2）的8排出水孔方向一致；方形卡槽（6）上的2个短凹槽（11）与内出水孔（9）的2排出水孔方向一致。
使用时包括以下步骤：
（1）在地面将实验材料搅拌均匀，导入成型的模具中，在成型试件的过程中，将钢柱预置在试件中心，待试件成型完成后，将钢柱取出，试件中心位置预留圆柱形孔洞；
（2）利用酒精、棉球，对孔洞进行清洁，待孔洞干燥后，将AB胶均匀地涂抹至水平压裂套管外侧，然后将其放至洁净的孔洞中；
（3）当AB胶的强度满足实验要求后，利用扳手分别卡住六角卡槽、方形卡槽，将水平压裂内管拧入水平压裂套管内，使水平压裂内管的底端与水平压裂套管的底端贴合，等待开展水力压裂实验；
（4）根据实验方案，对照六角卡槽上的凹槽与方形卡槽上的凹槽的相对位置，选择不同的出水孔角度；或者根据实验方案，通过改变旋转入的水平压裂内管的长度，实现不同的压裂位置；
（5）打开泵源装置，将压裂液通过高压水管泵注入水平压裂内管中，开始水平井分段水力压裂实验，在实验的过程中可以选取任意压裂角度、压裂位置，直至压裂液从试件端面流出，关闭泵源装置，实验完成；
（6）通过扳手将水平压裂内管从水平压裂套管中拧出，安装入下一个实验试件内，以再次完成水平井分段水力压裂实验；
（7）该水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置的设计方法具有结构简单、易操作、适用范围广的优点，开展水平井分段水力压裂实验时不仅省时省力，而且能够实现不同压裂位置、不同压裂角度、不同压裂顺序的实验目的，从而达到优化实验参数、提升实验质量，更加有效地开展水平井分段水力压裂实验。
Claims (5)
1.一种水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置，其特征在于：所述的压裂管装置由水平压裂套管（4）、水平压裂内管（7）两部分组成；水平压裂套管（4）由六角卡槽（1）、外出水孔（2）、内螺纹（3）组成；水平压裂内管（7）由顶端螺纹（5）、方形卡槽（6）、外螺纹（8）、内出水孔（9）组成。
2.如权利要求1所述的一种水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置，其特征在于：所述的水平压裂内管（7）的外径与水平压裂套管（4）的内径大小相同。
3.如权利要求1所述的一种水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置，其特征在于：所述的外出水孔（2）的直径与内出水孔（9）的直径大小相同。
4.如权利要求1所述的一种水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置，其特征在于：所述的外出水孔（2）在水平压裂套管（4）上对称分布，共有8排出水孔；内出水孔（9）在水平压裂内管（7）的底端对称分布，共有2排出水孔，出水孔（9）的段间距小于外出水孔（2）的段间距。
5.如权利要求1所述的一种水平井分段水力压裂实验中可循环使用的压裂管装置，其特征在于：所述的六角卡槽（1）上的8个长凹槽（10）与外出水孔（2）的8排出水孔方向一致；方形卡槽（6）上的2个短凹槽（11）与内出水孔（9）的2排出水孔方向一致。
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|---|---|---|---|---|
| CN110926954A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-03-27 | 重庆大学 | 一种真三轴条件下分段水力压裂试验装置和试验方法 |
| CN113237742A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-08-10 | 中国科学院力学研究所 | 一种室内水力压裂实验用夹持器 |
| CN115853507A (zh) * | 2023-02-16 | 2023-03-28 | 新疆斐德莱布能源科技有限公司 | 水平井多簇射孔孔眼冲蚀矿场模拟实验装置及方法 |
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