CN215761638U - 一种压裂试验装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种压裂试验装置，包括：预埋接头(1)，预埋在待压裂区域(7)，所述预埋接头(1)具有第一管腔(11)，所述第一管腔(11)用于引导压裂液到达所述待压裂区域(7)；固定件(2)，套装在所述预埋接头(1)外，用于将所述预埋接头(1)密封固定于所述待压裂区域(7)。本申请在预埋接头外套装固定件(2)，通过固定件(2)将预埋接头(1)密封固定在待压裂区域(7),使预埋接头(2)不会在压裂过程中因为晃动而影响密封性能。

Description

一种压裂试验装置

技术领域

本申请涉及岩石物理模拟试验技术领域,尤其是一种压裂试验装置。

背景技术

水力压裂是一个非常复杂的油气井增产改造工艺，利用地面高压泵组，以超过地层吸收能力的排量将压裂液泵入井内，在井底憋起高压，当泵注压力克服井壁附近地应力达到岩石抗张强度后，在井底产生裂缝；继续泵入压裂液与支撑剂的混合液体，可在地层中形成足够长、有一定导流能力的填砂裂缝，提供储层流体渗流通道。该压裂技术已在煤层气、致密气、页岩气等领域得到广泛应用，而如何全方位、真实准确地模拟岩石储层的压裂过程，获得有效裂缝参数，综合评价压裂效果是当前非常规油气储层地质和开发技术评价的关键。

岩石水力压裂物理模拟是在室内通过人工增大岩石样品内部压力，从而对岩石的可压裂性、裂缝产生延展机制进行研究的一种方法。岩石水力压裂试验中，常采用的压裂实验装置因为密封结构单一，在泵注管的作用下，压裂实验装置会产生晃动，使其密封性能较差。

实用新型内容

本申请提供一种压裂试验装置，能够通过固定件固定预埋接头，使预埋接头不会在压裂过程中因为晃动而影响密封性能。

本申请的实施例提供了一种压裂试验装置，包括：

预埋接头，预埋在待压裂区域，所述预埋接头具有第一管腔，所述第一管腔用于引导压裂液到达所述待压裂区域；

固定件，套装在所述预埋接头外，用于将所述预埋接头密封固定于所述待压裂区域。

在一些实施例中，所述第一管腔具有压裂口，所述压裂口设置在预埋接头的下端面，所述预埋接头侧面设置有第一密封圈；或者

所述第一管腔具有压裂口，所述压裂口设置在预埋接头的侧面，所述压裂口上下均设置有第二密封圈。

在一些实施例中，所述预埋接头外表面具有扩张结构，所述扩张结构用于扩张所述固定件，以实现固定。

在一些实施例中，所述扩张结构包括沿所述预埋接头轴向形成的径向尺寸增大的坡面，所述坡面用于在所述固定件沿所述预埋接头轴向移动时使所述固定件径向变形。

在一些实施例中，所述预埋接头轴向连接有密封接头，所述密封接头用于与所述预埋接头轴向连接时使所述固定件沿所述预埋接头轴向移动。

在一些实施例中，所述预埋接头外表面与所述密封接头内表面具有相配合的连接面，相配合的连接面用于使所述密封接头与所述预埋接头轴向连接。

在一些实施例中，所述密封接头还具有第二管腔，所述第二管腔与所述第一管腔连通，用于将压裂液引入所述第一管腔。

在一些实施例中，所述连接面间设置有第三密封圈。

在一些实施例中，所述密封接头上设置有受力区，用于向所述密封接头传递扭力。

在一些实施例中，所述受力区为套装于密封接头的螺母，所述螺母与密封接头焊接连接。

本申请的上述实施例具有如下有益的技术效果：

本申请实施例所述的压裂试验装置，在预埋接头外套装固定件，通过固定件将所述预埋接头密封固定在所述待压裂区域,使预埋接头不会在压裂过程中因为晃动而影响密封性能。

附图说明

图1是根据本申请实施例提供的一种压裂试验装置结构示意图；

图2是根据本申请实施例提供的另一种压裂试验装置结构示意图。

附图标记：

1、预埋接头；11、第一管腔；111、压裂口；12、扩张结构；121、坡面；13、连接面；2、固定件；3、密封接头；31、第二管腔；32、连接面；33、受力区；4、第一密封圈；5、第二密封圈；6、第三密封圈；7、待压裂区域。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。

申请人研究发现，岩石水力压裂试验中，常采用的压裂实验装置因为密封结构单一，在泵注管的作用下，压裂实验装置会产生晃动，使其密封性能较差。

基于上述原因，如图1所示，本申请的实施例提供一种压裂试验装置，包括：预埋接头1，预埋在待压裂区域，预埋接头1具有第一管腔11，第一管腔11用于引导压裂液到达待压裂区域；固定件2，套装在预埋接头1外，用于将预埋接头1密封固定于所述待压裂区域。

本申请实施例所述的压裂试验装置，在预埋接头1外套装固定件2，通过固定件2将所述预埋接头密封固定在所述待压裂区域7,使预埋接头1不会在压裂过程中因为晃动而影响密封性能。

在一些实施例中，第一管腔11具有压裂口111，压裂口111设置在预埋接头1的下端面，预埋接头1侧面设置有第一密封圈4。

本实施例中，压裂口111设置在预埋接头1下端面，可以将压裂液引到预埋接头1下部待压裂区域7。

如图2所示，在一些实施例中，第一管腔11具有压裂口111，压裂口111设置在预埋接头1的侧面，压裂口111上下均设置有第二密封圈5。

本实施例中，压裂口111设置在预埋接头1侧面，可以将压裂液引到待压裂区域7侧壁，从而实现横向定点压裂。本实施例中，可以根据使用要求设计压裂口111在预埋接头1管身上的高度。

在一些实施例中，预埋接头1外表面具有扩张结构12，所述扩张结构12用于扩张固定件2，以实现固定。

进一步地，所述扩张结构12包括沿预埋接头1轴向形成的径向尺寸增大的坡面121，坡面121用于在固定件2沿预埋接头1轴向移动时使固定件2径向变形。

本实施例中，固定件2采用弹性设计，例如，固定件2具体是一种皮套筒，皮套筒沿坡面121移动过程中径向变形，封堵在预埋接头1和待压裂区域7之间，从而实现预埋接头1的密封固定。本实施例中，坡面121结构设计简单、有效，而且在拆卸实验装置时，便于固定件2在自身弹力作用下回复到初始位置，有利于回收。

在一些实施例中，预埋接头1轴向连接有密封接头3，所述密封接头3用于与预埋接头1轴向连接时使固定件2沿预埋接头1轴向移动。

进一步地，预埋接头1外表面与所述密封接头3内表面具有相配合的连接面32，13，相配合的连接面32，13用于使所述密封接头3与预埋接头1轴向连接。

本实施例中，所述密封接头3与预埋接头1通过相配合的连接面32，13进行轴向连接，且所述密封接头3在与预埋接头1连接过程中，对固定件2施加压力，以使固定件2沿坡面121移动。本实施例中，连接面32，13可以是螺纹配合，进而通过旋转所述密封接头即可实现轴向连接，而且，旋转所述密封接头所需的扭力相对于轴向施压，更加省力。

在一些实施例中，所述密封接头3还具有第二管腔31，所述第二管腔31与第一管腔11连通，用于将压裂液引入第一管腔11。

本实施例中，利用所述密封接头3驱动固定件2进行固定的同时，还具有与第一管腔11连通第二管腔31，第二管腔31将压裂液的流程延长至外界，与压裂液供给装置连接。

在一些实施例中，所述连接面32，13间设置有第三密封圈6。

本实施例中，所述第三密封圈6用于第一管腔11和第二管腔21的连接密封，不仅可以避免压力泄露，影响压裂效率，还可以间接提高密封接头3与预埋接头1的连接强度。

在一些实施例中，所述密封接头3上设置有受力区33，用于向所述密封接头3传递扭力。

本实施例，利用受力区33传递扭力能够更加省力，尤其是在人力操作时，效果更明显。

在一些实施例中，受力区33为套装于密封接头3的螺母，螺母与密封接头3焊接连接。

本实施例中，受力区33选用螺母，螺母能够适用于人力和各种机械设备的操作，不仅使用方便，而且作为常规零件，制作简单，价格便宜。在其他实施例中，还可以采用其他受力结构，例如，在生产密封接头3时，外接头外一体成型一对扭力把手。

另外，本申请的上述实施例中，各种密封圈均可以是耐高温O型圈，以使压裂试验装置能够适应高温，从而满足高温实验要求，此外，每一处密封圈的数量可以是以一个、两个或更多。

本实施例还提供一种压裂试验装置的使用方法，如图1所示：

1、在待研究岩石上钻设待压裂区域7；

2、将预埋接头1自上而下竖直整体或部分下放到待压裂区域7预定位置；

3、将固定件2套装在预埋接头1上端；

4、待步骤3结束后，将密封接头3下端套在预埋接头1上端，通过人力或机械对螺母施加扭力，带动密封接头3旋转下行与预埋接头1轴向连接，密封接头3下行过程中，挤压固定件2，使固定件2沿坡面121扩张径向变形，挤压待压裂区域7，从而固定预埋接头1；

5、开始压裂试验。

应当理解的是，本申请的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本申请的原理，而不构成对本申请的限制。因此，在不偏离本申请的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。此外，本申请所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种压裂试验装置，其特征在于，包括：

预埋接头(1)，预埋在待压裂区域(7)，所述预埋接头(1)具有第一管腔(11)，所述第一管腔(11)用于引导压裂液到达所述待压裂区域(7)；

固定件(2)，套装在所述预埋接头(1)外，用于将所述预埋接头(1)密封固定于所述待压裂区域(7)。

2.根据权利要求1所述的压裂试验装置，其特征在于，所述第一管腔(11)具有压裂口(111),所述压裂口(111)设置在预埋接头(1)的下端面,所述预埋接头(1)侧面设置有第一密封圈(4)；或者

所述第一管腔(11)具有压裂口(111),所述压裂口(111)设置在预埋接头(1)的侧面，所述压裂口(111)上下均设置有第二密封圈(5)。

3.根据权利要求1或2所述的压裂试验装置，其特征在于，所述预埋接头(1)外表面具有扩张结构(12)，所述扩张结构(12)用于扩张所述固定件(2)，以实现固定。

4.根据权利要求3所述的压裂试验装置，其特征在于，所述扩张结构(12)包括沿所述预埋接头(1)轴向形成的径向尺寸增大的坡面(121)，所述坡面(121)用于在所述固定件(2)沿所述预埋接头(1)轴向移动时使所述固定件(2)径向变形。

5.根据权利要求4所述的压裂试验装置，其特征在于，所述预埋接头(1)轴向连接有密封接头(3)，所述密封接头(3)用于与所述预埋接头(1)轴向连接时使所述固定件(2)沿所述预埋接头(1)轴向移动。

6.根据权利要求5所述的压裂试验装置，其特征在于，所述预埋接头(1)外表面与所述密封接头(3)内表面具有相配合的连接面(32，13)，相配合的所述连接面(32，13)用于使所述密封接头(3)与所述预埋接头(1)轴向连接。

7.根据权利要求6所述的压裂试验装置，其特征在于，所述密封接头(3)还具有第二管腔(31)，所述第二管腔(31)与所述第一管腔(11)连通，用于将压裂液引入所述第一管腔(11)。

8.根据权利要求7所述的压裂试验装置，其特征在于，所述连接面(32，13)间设置有第三密封圈(6)。

9.根据权利要求6所述的压裂试验装置，其特征在于，所述密封接头(3)上设置有受力区(33)，用于向所述密封接头(3)传递扭力。

10.根据权利要求9所述的压裂试验装置，其特征在于，所述受力区(33)为套装于密封接头(3)的螺母，所述螺母与密封接头(3)焊接连接。

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