CN217132892U - 一种一体化测量页岩气导流能力装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种一体化测量页岩气导流能力装置，包括测量机构、进气机构及进液机构；所述测量机构包括导流室、进口管、流量计、第一压力传感器、第二压力传感器及位移传感器；所述进气机构包括气瓶及气阀；所述进液机构包括储液罐及进液阀。本实用新型提出的技术方案的有益效果是：当需要测量压裂支撑剂的气测导流能力时，关闭进液阀，开启气阀，从而使气瓶内的气体经由进口管进入导流室内，并从出流口排出；当需要测量压裂支撑剂的液测导流能力时，关闭气阀，开启进液阀，从而使储液罐内的液体经由进口管进入导流室内，并从出流口排出，从而通过本装置可便于同时测量压裂支撑剂的气测导流能力及液测导流能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气开发技术领域，尤其是涉及一种一体化测量页岩气导流能力装置。
背景技术
页岩气作为非常规油气中主要开发对象之一，近年来越来越受到关注与重视。页岩气高效开发依赖于水平井压裂技术，保持裂缝有效导流能力是压裂施工成败的关键。压裂支撑剂的导流能力室内实验数据是支撑剂评价优选、压裂优化设计输入参数的重要依据。测试结果指导现场压裂设计优选支撑剂，达到最佳压裂改造效果。
现有的气测导流能力实验仪器或液测导流能力实验仪器仅能进行气测或仅能进行液测(如申请号为CN201020144842.1的中国实用新型专利)，导致在需要同时测量气测导流能力及液测导流能力时，需要使用两套设备分别测量，导致测量效率较低。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种一体化测量页岩气导流能力装置，其可以便于同时测量压裂支撑剂的气测导流能力及液测导流能力。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种一体化测量页岩气导流能力装置，包括测量机构、进气机构及进液机构；
所述测量机构包括导流室、进口管、流量计、第一压力传感器、第二压力传感器及位移传感器，所述导流室具有一密闭的且用于封装页岩样品的导流腔，所述导流室上开设有与所述导流腔连通的进流口及出流口，所述进口管的一端与所述进流口连通，所述流量计设置于所述进口管上，所述第一压力传感器用于检测所述进流口内的压力，所述第二压力传感器用于检测所述出流口内的压力，所述位移传感器用于检测所述页岩样品的裂缝的宽度；
所述进气机构包括气瓶及气阀，所述气阀的一端与所述气瓶连通，所述气阀的另一端与所述进口管的另一端连通；
所述进液机构包括储液罐及进液阀，所述进液阀的一端与所述储液罐连通，所述进液阀的另一端与所述进口管的另一端连通。
在一些实施例中，所述测量机构还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测所述导流腔内的温度。
在一些实施例中，所述导流室包括下岩板、上岩板、固定螺钉、下活塞及上活塞，当所述上岩板贴合于所述下岩板设置时，所述下岩板与所述上岩板之间形成所述导流腔，所述固定螺钉用于使所述下岩板与所述上岩板固定相连，所述下活塞内置于所述导流腔并贴合于所述下岩板设置，所述上活塞内置于所述导流腔并贴合于所述上岩板设置。
在一些实施例中，所述测量机构还包括加热器，所述加热器用于对所述进口管内的流体介质进行加热。
在一些实施例中，所述测量机构还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测所述进口管内的流体介质的温度。
在一些实施例中，所述进液机构还包括液泵，所述液泵的进口与所述储液罐连通，所述液泵的出口与所述进液阀的一端连通。
在一些实施例中，所述进液机构还包括缓冲容器，所述缓冲容器的一端与所述液泵的出口连通，所述缓冲容器的另一端与所述进液阀的一端连通。
在一些实施例中，所述一体化测量页岩气导流能力装置还包括排出机构，所述排出机构包括排出管、排出阀及单向阀，所述排出管的一端与所述出流口的一端连通，所述排出阀及所述单向阀均设置于所述排出管上。
在一些实施例中，所述排出机构还包括真空泵，所述真空泵的进口与所述排出管连通。
在一些实施例中，所述一体化测量页岩气导流能力装置还包括移动小车，所述测量机构、所述进气机构及所述进液机构均固定安装于所述移动小车上。
与现有技术相比，本实用新型提出的技术方案的有益效果是：在使用时，通过位移传感器测量页岩样品的裂缝宽度后，向页岩样品的裂缝内填充压裂支撑剂，再将页岩样品装入导流室内，当需要测量压裂支撑剂的气测导流能力时，关闭进液阀，开启气阀，从而使气瓶内的气体经由进口管进入导流室内，并从出流口排出，在此过程中，通过流量计、第一压力传感器及第二压力传感器的示数以及裂缝宽度可计算得到气测导气能力；当需要测量压裂支撑剂的液测导流能力时，关闭气阀，开启进液阀，从而使储液罐内的液体经由进口管进入导流室内，并从出流口排出，在此过程中，通过流量计、第一压力传感器及第二压力传感器的示数以及裂缝宽度可计算得到液测导气能力，从而通过本装置可便于同时测量压裂支撑剂的气测导流能力及液测导流能力。
附图说明
图1是本实用新型提供的一体化测量页岩气导流能力装置的一实施例的管路连接示意图；
图2是图1中的导流室的结构示意图；
图3是图1中的一体化测量页岩气导流能力装置的结构示意图；
图中：1-测量机构、11-导流室、111-下岩板、112-上岩板、113-固定螺钉、114-下活塞、115-上活塞、12-进口管、13-流量计、14-第一压力传感器、15-第二压力传感器、16-第一温度传感器、17-加热器、18-第二温度传感器、2-进气机构、21-气瓶、22-气阀、3-进液机构、31-储液罐、32-进液阀、33-液泵、34-缓冲容器、4-排出机构、41-排出管、42-排出阀、43-单向阀、44-真空泵、5-移动小车。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
请参照图1，本实用新型提供了一种一体化测量页岩气导流能力装置，包括测量机构1、进气机构2及进液机构3。
所述测量机构1包括导流室11、进口管12、流量计13、第一压力传感器14、第二压力传感器15及位移传感器，所述导流室11具有一密闭的且用于封装页岩样品的导流腔，所述导流室11上开设有与所述导流腔连通的进流口及出流口，所述进口管12的一端与所述进流口连通，所述流量计13设置于所述进口管12上，所述第一压力传感器14用于检测所述进流口内的压力，所述第二压力传感器15用于检测所述出流口内的压力，所述位移传感器用于检测所述页岩样品的裂缝的宽度，本实施例中，位移传感器为光电位移传感器。
所述进气机构2包括气瓶21及气阀22，所述气阀22的一端与所述气瓶21连通，所述气阀22的另一端与所述进口管12的另一端连通。
所述进液机构3包括储液罐31及进液阀32，所述进液阀32的一端与所述储液罐31连通，所述进液阀32的另一端与所述进口管12的另一端连通。
在使用时，通过位移传感器测量页岩样品的裂缝宽度后，向页岩样品的裂缝内填充压裂支撑剂，再将页岩样品装入导流室11内，当需要测量压裂支撑剂的气测导流能力时，关闭进液阀32，开启气阀22，从而使气瓶21内的气体经由进口管12进入导流室11内，并从出流口排出，在此过程中，通过流量计13、第一压力传感器14及第二压力传感器15的示数以及裂缝宽度可计算得到气测导气能力；当需要测量压裂支撑剂的液测导流能力时，关闭气阀22，开启进液阀32，从而使储液罐31内的液体经由进口管12进入导流室11内，并从出流口排出，在此过程中，通过流量计13、第一压力传感器14及第二压力传感器15的示数以及裂缝宽度可计算得到液测导气能力，从而通过本装置可便于同时测量压裂支撑剂的气测导流能力及液测导流能力。
需要指出的是，裂缝导流能力的计算公式为：
Cf＝Wf·Kf
其中，Cf为裂缝导流能力，Wf为平均支撑裂缝的宽度，Kf为支撑裂缝渗透率。
平均支撑裂缝的宽度Wf可通过位移传感器测量得到。支撑裂缝渗透率可通过以下方法获得：
(1)利用达西流条件下支撑剂填充层的渗透率公式计算出气测时的渗透率：
Kf＝2Q0μL/A(P12-P22)
其中，Kf为气测时的渗透率，Q0为单位时间内流体通过岩石的流量，可通过流量计13测量得到，A为液体通过岩石的截面积，可直接测量得到，L为岩石的长度，可直接测量得到，μ为流体的粘度，P1为液体通过岩石前的压力，可通过第一压力传感器14测量得到，P2为液体通过岩石后的压力，可通过第二压力传感器15测量得到。
(2)利用液体在层流条件下的渗透率计算公式，得到液测时的渗透率：
Kf＝QμL/A(P1-P2)
其中，Kf为液测时的渗透率，Q为单位时间内流体通过岩石的流量，可通过流量计13测量得到，A为液体通过岩石的截面积，可直接测量得到，L为岩石的长度，可直接测量得到，μ为流体的粘度，P1为液体通过岩石前的压力，可通过第一压力传感器14测量得到，P2为液体通过岩石后的压力，可通过第二压力传感器15测量得到。
为了便于检测测量时导流腔内的温度，请参照图1，在一优选的实施例中，所述测量机构1还包括第一温度传感器16，所述第一温度传感器16用于检测所述导流腔内的温度。
为了具体实现导流室11的功能，请参照图1和图2，在一优选的实施例中，所述导流室11包括下岩板111、上岩板112、固定螺钉113、下活塞114及上活塞115，当所述上岩板112贴合于所述下岩板111设置时，所述下岩板111与所述上岩板112之间形成所述导流腔，所述固定螺钉113用于使所述下岩板111与所述上岩板112固定相连，所述下活塞114内置于所述导流腔并贴合于所述下岩板111设置，所述上活塞115内置于所述导流腔并贴合于所述上岩板112设置，在使用时，通过上活塞115及下活塞114夹持页岩样品，保证加载载荷均匀作用于页岩样品上。
为了便于控制进口管12内的流体介质的温度，请参照图1，在一优选的实施例中，所述测量机构1还包括加热器17，所述加热器17用于对所述进口管12内的流体介质进行加热。
为了便于检测进口管12内的流体介质的温度，请参照图1，在一优选的实施例中，所述测量机构1还包括第二温度传感器18，所述第二温度传感器18用于检测所述进口管12内的流体介质的温度。
为了便于进液机构注入液体，请参照图1，在一优选的实施例中，所述进液机构3还包括液泵33，所述液泵33的进口与所述储液罐31连通，所述液泵33的出口与所述进液阀32的一端连通。
为了对进液过程进行缓冲，请参照图1，在一优选的实施例中，所述进液机构3还包括缓冲容器34，所述缓冲容器34的一端与所述液泵33的出口连通，所述缓冲容器34的另一端与所述进液阀32的一端连通。
为了便于控制导流室11内流体的排出，请参照图1，在一优选的实施例中，所述一体化测量页岩气导流能力装置还包括排出机构4，所述排出机构4包括排出管41、排出阀42及单向阀43，所述排出管41的一端与所述出流口的一端连通，所述排出阀42及所述单向阀43均设置于所述排出管41上。
为了便于对导流室11内抽真空，请参照图1，在一优选的实施例中，所述排出机构4还包括真空泵44，所述真空泵44的进口与所述排出管41连通。
为了便于在野外进行实地测量，请参照图1和图3，在一优选的实施例中，所述一体化测量页岩气导流能力装置还包括移动小车5，所述测量机构1、所述进气机构2及所述进液机构3均固定安装于所述移动小车5上。现有的导流能力装置大多仅能固定在实验室内进行测量，不能用于现场实地测量，不便于观察现场的导流能力，本实用新型通过将测量装置安装于移动小车5上，从而便于在野外进行实地测量。
为了更好地理解本实用新型，以下结合图1-图3来对本实用新型提供的一体化测量页岩气导流能力装置的工作过程进行详细说明：在使用时，通过位移传感器测量页岩样品的裂缝宽度后，向页岩样品的裂缝内填充压裂支撑剂，再将页岩样品装入导流室11内，当需要测量压裂支撑剂的气测导流能力时，关闭进液阀32，开启气阀22，从而使气瓶21内的气体经由进口管12进入导流室11内，并从出流口排出，在此过程中，通过流量计13、第一压力传感器14及第二压力传感器15的示数以及裂缝宽度可计算得到气测导气能力；当需要测量压裂支撑剂的液测导流能力时，关闭气阀22，开启进液阀32，从而使储液罐31内的液体经由进口管12进入导流室11内，并从出流口排出，在此过程中，通过流量计13、第一压力传感器14及第二压力传感器15的示数以及裂缝宽度可计算得到液测导气能力，从而通过本装置可便于同时测量压裂支撑剂的气测导流能力及液测导流能力。
以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种一体化测量页岩气导流能力装置，其特征在于，包括测量机构、进气机构及进液机构；
所述测量机构包括导流室、进口管、流量计、第一压力传感器、第二压力传感器及位移传感器，所述导流室具有一密闭的且用于封装页岩样品的导流腔，所述导流室上开设有与所述导流腔连通的进流口及出流口，所述进口管的一端与所述进流口连通，所述流量计设置于所述进口管上，所述第一压力传感器用于检测所述进流口内的压力，所述第二压力传感器用于检测所述出流口内的压力，所述位移传感器用于检测所述页岩样品的裂缝的宽度；
所述进气机构包括气瓶及气阀，所述气阀的一端与所述气瓶连通，所述气阀的另一端与所述进口管的另一端连通；
所述进液机构包括储液罐及进液阀，所述进液阀的一端与所述储液罐连通，所述进液阀的另一端与所述进口管的另一端连通。
2.根据权利要求1所述的一体化测量页岩气导流能力装置，其特征在于，所述测量机构还包括第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测所述导流腔内的温度。
3.根据权利要求1所述的一体化测量页岩气导流能力装置，其特征在于，所述导流室包括下岩板、上岩板、固定螺钉、下活塞及上活塞，当所述上岩板贴合于所述下岩板设置时，所述下岩板与所述上岩板之间形成所述导流腔，所述固定螺钉用于使所述下岩板与所述上岩板固定相连，所述下活塞内置于所述导流腔并贴合于所述下岩板设置，所述上活塞内置于所述导流腔并贴合于所述上岩板设置。
4.根据权利要求1所述的一体化测量页岩气导流能力装置，其特征在于，所述测量机构还包括加热器，所述加热器用于对所述进口管内的流体介质进行加热。
5.根据权利要求1所述的一体化测量页岩气导流能力装置，其特征在于，所述测量机构还包括第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测所述进口管内的流体介质的温度。
6.根据权利要求1所述的一体化测量页岩气导流能力装置，其特征在于，所述进液机构还包括液泵，所述液泵的进口与所述储液罐连通，所述液泵的出口与所述进液阀的一端连通。
7.根据权利要求6所述的一体化测量页岩气导流能力装置，其特征在于，所述进液机构还包括缓冲容器，所述缓冲容器的一端与所述液泵的出口连通，所述缓冲容器的另一端与所述进液阀的一端连通。
8.根据权利要求1所述的一体化测量页岩气导流能力装置，其特征在于，还包括排出机构，所述排出机构包括排出管、排出阀及单向阀，所述排出管的一端与所述出流口的一端连通，所述排出阀及所述单向阀均设置于所述排出管上。
9.根据权利要求8所述的一体化测量页岩气导流能力装置，其特征在于，所述排出机构还包括真空泵，所述真空泵的进口与所述排出管连通。
10.根据权利要求1所述的一体化测量页岩气导流能力装置，其特征在于，还包括移动小车，所述测量机构、所述进气机构及所述进液机构均固定安装于所述移动小车上。
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