CN218726445U - 一种疏水支撑剂性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及颗粒特性测试技术领域，具体涉及一种疏水支撑剂性能测试装置，疏水支撑剂性能测试装置包括测试容器，测试容器内设有透气透水隔断，透气透水隔断将测试容器的内腔分隔为加压腔和检测腔，加压腔用于填装疏水支撑剂和测试介质，加压腔配置有加压装置，加压装置用于施加设定的压力以使测试介质透过疏水支撑剂进入检测腔，检测腔配置有压力测量装置，压力测量装置用于测量检测腔内的气压，通过比较加载压力与测量到的气压的差值可以评测疏水支撑剂的透气能力，适用于疏水支撑剂的透气性能测试。

Description

一种疏水支撑剂性能测试装置

技术领域

本实用新型涉及颗粒特性测试技术领域，具体涉及一种疏水支撑剂性能测试装置。

背景技术

在油气田开发过程中，储层改造在油气田开发增产措施中具有重要地位,特别是在低渗、超低渗油气藏以及非常规能源的开发中起主导作用，然而储层含水却成为了制约油气井压裂后产油气的关键因素。疏水支撑剂具有良好的气水渗透选择性，是含水气藏压裂的有效手段之一。疏水支撑剂是将覆膜材料与压裂支撑剂通过镀膜技术结合而形成的一种选择性导流支撑剂。疏水支撑剂不仅具有常规支撑剂的性能，还具有亲油阻水性能，其油相导流能力大大高于水相导流能力。应用常规压裂技术实施加砂压裂时，当压裂地层闭合后，地层压力将高分子覆膜材料挤压在一起，此时支撑剂颗粒之间形成相互贯通的毛细管，由于该高分子覆膜材料非极性，且具有亲油疏水性质，当油气和水通过该毛细管时，通过高温处理后则会形成选择性导流支撑裂缝。

由于不同厂家的疏水支撑剂的性能有所差异，为了对控水压裂作业优选出合适的疏水支撑剂，通常需要对疏水支撑剂的性能进行测试，而现有的测试装置均是针对疏水支撑剂的阻水效果进行测试，如申请公布号为CN103175585A的中国发明专利申请文件中公开的一种用于检测支撑剂阻液高度的测试仪，其在测试容器的下部铺置疏水支撑剂，疏水支撑剂的表层埋有液位感应器，在疏水支撑剂上部持续注入测试液体，液位感应器感应到测试液体时，停止向测试容器注入测试液体，测量此时测试容器内的测试液体的高度，从而得到待测支撑剂的阻液高度，通过阻液高度判断疏水支撑剂的阻水效果。

而对于含水气藏压裂开采，不仅需要考虑疏水支撑剂的阻水能力，还需要考虑透气能力以便于油气的排出，而现有技术中缺乏对透气性能进行测试的装置，阻水性能测试可以依靠测量水位高度实现，而气体则不能，现有的对阻水性能进行测试的测试装置并不适用于透气性能的测试。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种疏水支撑剂性能测试装置，以解决现有的疏水支撑剂性能测试装置不能适用于透气性能测试的问题。

本实用新型的疏水支撑剂性能测试装置的技术方案是：

一种疏水支撑剂性能测试装置，包括测试容器，测试容器内设有透气透水隔断，透气透水隔断将测试容器的内腔分隔为加压腔和检测腔，加压腔用于填装疏水支撑剂和测试介质，加压腔配置有加压装置，加压装置用于施加设定的压力以使测试介质透过疏水支撑剂进入检测腔，检测腔配置有压力测量装置，压力测量装置用于测量检测腔内的气压。

有益效果：将测试容器的内腔分为两部分，加压腔内装疏水支撑剂和测试介质，通过加压装置向加压腔内施加一定的加载压力，加压腔内的气体测试介质进入疏水支撑剂所在区域，并经疏水支撑剂颗粒间隙透过，进入检测腔，压力测量装置可测量得到检测腔的气压值，由于疏水支撑剂会对气体透过产生一定的阻力，从而会使得加压装置所施加的设定的加载压力值大于压力测量装置所测量得到的气压值，也即形成压力差，而不同的疏水支撑剂透气能力不同，透气能力越大，压力差值越小，因此，通过比较压力差值可以评测疏水支撑剂的透气能力，适用于疏水支撑剂的透气性能测试，以便于为控水压裂作业优选出合适的疏水支撑剂。

进一步地，测试容器具有轴向以及垂直于轴向的上下方向，加压腔包括轴向分布第一腔部和第二腔部，第一腔部用于填装疏水支撑剂，第二腔部包括上下分布的气腔和液腔，气腔用于填充测试气体，液腔用于填充测试液体，检测腔处设有透明观察窗，透明观察窗用于观察测试液体透过疏水支撑剂进入到检测腔的液滴。

有益效果：通过设置气腔和液腔，以分别填充测试气体和测试液体，在加压装置的配合下，可以使气体、液体通过疏水支撑剂，从而可以一起测试疏水支撑剂的阻水性能和透气性能，由于测试液体被加压装置的推动下流入检测腔，这样可以通过透明观察窗记录检测腔内第一滴水出现的时间，来评价疏水支撑剂的阻水能力，第一滴水出现的时间越长，阻水能力越大。

进一步地，加压腔中设有保持滤网，保持滤网将第一腔部和第二腔部隔开，保持滤网用于支撑疏水支撑剂。

有益效果：通过设置保持滤网，在第一腔部内填装疏水支撑剂后，保持滤网能够对疏水支撑剂进行支撑，从而避免疏水支撑剂下滑，有利于保证疏水支撑剂层的厚度。

进一步地，测试容器包括分体设置的第一筒段、第二筒段，第一筒段的内腔用于形成第一腔部，第二筒段的内腔用于形成第二腔部，第一筒段靠近第二筒段的一端套设在第二筒段外，第二筒段具有顶压保持滤网的顶压面。

有益效果：通过分体的第一筒段、第二筒段内外套装，从而利用第二筒段设置顶压面以顶压保持滤网，能够使保持滤网压在疏水支撑剂上。

进一步地，第一筒段上设有内螺纹，第二筒段上设有外螺纹，第一筒段与第二筒段螺纹连接。

有益效果：在将第二筒段螺纹连接到第一筒段上时，可利用螺纹旋拧操作对保持滤网进行逐渐压紧。

进一步地，第二筒段包括分体设置的中筒段和端筒段，中筒段和端筒段可拆固定连接。

有益效果：将第二筒段设置成分体的，方便注入测试液体，方便加压装置的安装。

进一步地，透气透水隔断为支撑滤网。

有益效果：通过支撑滤网对疏水支撑剂进行支撑，能够避免疏水支撑剂漏出。

进一步地，加压装置包括活塞，活塞沿测试容器的轴向活动设置加压腔内，活塞与加压腔的内壁密封导向配合。

有益效果：通过在加压腔内设置活塞来对加压腔内的测试介质施加压力，可以利用加压腔的内壁对活塞形成导向，便于加压腔的密封，有利于简化结构。

进一步地，活塞为胶塞，加压装置还包括第一支撑片、第二支撑片，胶塞夹设在第一支撑片与第二支撑片之间。

有益效果：通过第一支撑片与第二支撑片夹住胶塞，能够对胶塞形成支撑，避免胶塞变形过度而影响密封。

进一步地，测试容器包括检测管，检测管的一端封闭，另一端与加压腔连通，检测管的内孔用于形成检测腔，压力测量装置连接在检测管的管壁上以用于测量检测管内的气压。

有益效果：通过设置检测管，使得压力测量装置能够测量检测管的管内压力，有利于测量准确。

附图说明

图1为本实用新型的疏水支撑剂性能测试装置的结构示意图；

图2为图1中的承压筒的结构示意图。

图中：1、压片；2、连杆；3、第一支撑片；4、活塞；5、第二支撑片；6、导向筒；7、承压筒；8、保持滤网；9、疏水支撑剂；10、装料筒；11、压力表；12、支撑滤网；13、检测管；14、阀门。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的具体实施方式中可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由可能出现的语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

本实用新型的疏水支撑剂性能测试装置的实施例1：

如图1、图2所示，疏水支撑剂性能测试装置包括测试容器、加压装置、压力测量装置、支撑滤网12、保持滤网8，测试容器包括连接在一起的导向筒6、承压筒7、装料筒10、检测管13，加压装置包括压片1、连杆2、第一支撑片3、第二支撑片5、活塞4。

测试容器为圆筒结构，测试容器具有轴向以及垂直于轴向的第一方向。导向筒6、承压筒7、装料筒10、检测管13沿轴向布置，测试容器具有内腔，导向筒6、承压筒7、装料筒10的筒体内腔以及检测管13的内孔共同构成测试容器的内腔。支撑滤网12构成测试容器内的透气透水隔断，以将测试容器的内腔分隔为加压腔和检测腔，加压腔内用于填装测试介质和疏水支撑剂。

装料筒10具有筒口和筒底，装料筒10形成测试容器的第一筒段，装料筒10的内腔用于形成加压腔的第一腔部，筒底构成第一腔部的腔底。装料筒10用于填装疏水支撑剂9。支撑滤网12设置在装料筒10内并支撑在装料筒10的筒底，装料筒10的筒底的中心位置设有连通孔，连通孔处连有检测管13，检测管13通过连通孔与装料筒10的内腔连通，检测管的内孔用于形成处于支撑滤网12一侧的检测腔。

检测管13的管壁上设有测量口，压力测量装置包括压力表11以及连接在压力表11与测量口之间的管路，压力表11能够测量检测管13内的气压。检测管的一端与装料筒10筒底的连通孔相连，以通向第一腔部的腔底中部，检测管的另一端设有阀门14，阀门14封闭检测管的管口，并能够在打开时，释放测试容器内的压力。

支撑滤网12用于支撑疏水支撑剂9，通过支撑滤网12对疏水支撑剂9进行支撑，避免疏水支撑剂9从连通孔处漏出。保持滤网8用于安置在装料筒10内，并且在疏水支撑剂9装入装料筒10内后，保持滤网8支撑在疏水支撑剂9的表层且位于靠近装料筒10的筒口处。

承压筒7为中空圆柱体，且承压筒7的筒体内腔轴向贯通。承压筒7具有与装料筒10连接的第一端以及与导向筒6连接的第二端，第一端与第二端分别为承压筒7的轴向两端。装料筒10的筒口处设有内螺纹，承压筒7的第一端设有外螺纹，承压筒7与装料筒10螺纹连接，并且，在承压筒7的第一端螺纹旋入装料筒10内后，承压筒7的下端面顶压在保持滤网8上，以使保持滤网8能够压在疏水支撑剂9上，承压筒7的下端面构成用于顶压保持滤网8的顶压面，并且可利用螺纹旋拧操作对保持滤网8进行逐渐压紧，保持滤网8能够对装料筒10内的疏水支撑剂9形成支撑。支撑滤网12、保持滤网8的网孔孔径小于疏水支撑剂9粒径。

导向筒6具有筒口和筒底，导向筒6的筒口处设有内螺纹，承压筒7的第二端设有外螺纹，导向筒6与承压筒7螺纹连接，导向筒6与承压筒7共同构成第二筒段，导向筒6构成第二筒段的端筒段，承压筒7构成第二筒段的中筒段。

加压装置安装在导向筒上，导向筒6的筒底的中心位置设有通孔，加压装置的连杆2穿设在该通孔内，压片1设置在连杆2的伸出测试容器的一端，第一支撑片3、第二支撑片5、活塞4设置在连杆2的伸入测试容器内的一端，活塞4套设在连杆2上，第一支撑片3、第二支撑片5与连杆2固定，且第一支撑片3、第二支撑片5分别位于活塞4的轴向两侧，活塞4夹设在第一支撑片3、第二支撑片5之间。活塞4为胶塞，活塞4沿测试容器的轴向活动设置加压腔内，活塞4与导向筒6的内壁密封导向配合，活塞4在导向筒6导向活动，并且利用较软的胶塞与导向筒6的内壁形成密封，同时，通过第一支撑片3与第二支撑片5夹住胶塞，能够对胶塞形成支撑，避免胶塞变形过度而影响密封。

导向筒6与承压筒7的内腔共同用于形成第二腔部，保持滤网8将第一腔部和第二腔部隔开。第二腔部的空间沿第一方向分为两部分，一部分构成气腔、另一部分构成液腔，气腔用于填充气体，液腔用于填充测试液体。测试液体和测试气体均为测试介质。

使用时，将支撑滤网12放入装料筒10，加压装置预先安装到导向筒6上；将需要测试的疏水支撑剂9填装到装料筒10中，铺置在支撑滤网12上；采用一定的压力将疏水支撑剂9压实，形成一层疏水支撑剂9；将保持滤网8放在疏水支撑剂9上；在承压筒7的第一端上的螺纹涂敷密封脂，再将承压筒7与装料筒10螺纹连接并形成密封连接；在承压筒7中加入一定量的清水，清水构成测试液体；在承压筒7第二端上的螺纹涂敷密封脂后与导向筒6进行连接；疏水支撑剂性能测试装置连接完毕；

将疏水支撑剂性能测试装置平放，模拟压裂裂缝中疏水支撑剂9铺置状态，此时，测试容器的轴向为水平方向，第一方向为上下方向，保持滤网8能够避免疏水支撑剂9下滑，保证疏水支撑剂层的厚度，测试液体在自重作用下积聚在第二腔部的下部，测试液体上部则充满空气，第二腔部的被空气占用的部分构成气腔，空气构成充入气腔的气体，第二腔部的被测试液体占用的部分构成液腔，并且测试液体的液面在水平方向上与测试容器的检测腔对应，在上下方向上不高于检测腔的最高点，也不低于检测腔的最低点，以使气体、液体均能从装料筒10筒底的连通孔流出；

根据测试需求对压片1施加设定的压力，可将测试装置安放在支撑座上，与支撑座一同安放在压力机的工作台上，通过压力机对压片施加设定的压力值，该设定的压力值为加载压力值，在压力作用下，活塞4推动加压腔内的气体、液体，气腔内气体被压缩而进入疏水支撑剂层，透过疏水支撑剂层进入检测腔，测试液体被推动而通过疏水支撑剂层从流入，检测管为透明玻璃管，以形成有透明观察窗，从而可以观察测试液体透过疏水支撑剂进入到检测腔的液滴；

通过压力表11测量检测管13处的气压，记录压力表11数值；通过透明观察窗观察并记录从开始加压到检测管13处出现第一滴水所用的时间。

由于疏水支撑剂会对气体透过产生一定的阻力，从而会使得加压装置所施加的设定的加载压力值大于压力表所测量得到的气压值，也即形成压力差，而不同的疏水支撑剂透气能力不同，透气能力越大，压力差值越小，因此，通过比较压力差值可以评测疏水支撑剂的透气能力，并且，通过设置气腔和液腔，可以一起测试疏水支撑剂的阻水性能和透气性能，利用第一滴水出现的时间，来评价疏水支撑剂的阻水能力，第一滴水出现的时间越长，阻水能力越大。适用于疏水支撑剂的透气阻水性能测试，并且能够模拟地层压力推动油气水通过疏水支撑剂的情况，评价加压条件下的疏水支撑剂的阻水透气效果，能够用来评测不同厂家疏水支撑剂的性能，过程简单方便，便于为控水压裂作业优选出合适的疏水支撑剂。

本实用新型的疏水支撑剂性能测试装置的实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，疏水支撑剂性能测试装置平放使用，加压腔包括气腔和液腔，气腔用于填充气体，液腔用于填充测试液体，以能够一起测试疏水支撑剂的阻水性能和透气性能。而本实施例中，加压腔的第二腔部的空间都用于填充气体，第二腔部形成气腔，此时疏水支撑剂性能测试装置竖放使用，只用来测试疏水支撑剂的透气性能，此时加压装置可采用气泵，通过气泵充入具有设定气压的气体以对加压腔内的气体增压。

本实用新型的疏水支撑剂性能测试装置的实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，承压筒的下端面顶压保持滤网以使保持滤网顶压在疏水支撑剂上，从而实现保持滤网的固定。而本实施例中，装料筒的内壁上设有环台，保持滤网通过螺钉固定在环台上实现固定。

本实用新型的疏水支撑剂性能测试装置的实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，装料筒上设有内螺纹，承压筒上设有外螺纹，以使装料筒与承压筒螺纹套装。而本实施例中，装料筒上设有径向贯通的螺钉穿孔，承压筒上设有对应的螺纹孔，以使装料筒与承压筒通过螺钉固定连接。

本实用新型的疏水支撑剂性能测试装置的实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，活塞导向活动在导向筒内。而本实施例中，不设导向筒，活塞导向活动在承压筒内，活塞与承压筒的内壁导向配合。

本实用新型的疏水支撑剂性能测试装置的实施例6：

本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，压力测量装置包括压力表，压力表用于测量检测腔内的气体的压力。而本实施例中，压力测量装置包括气压传感器，气压传感器设置在检测管的管壁上，气压传感器用于测量检测腔内的气体的压力。

最后需要说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种疏水支撑剂性能测试装置，其特征是，包括测试容器，测试容器内设有透气透水隔断，透气透水隔断将测试容器的内腔分隔为加压腔和检测腔，加压腔用于填装疏水支撑剂和测试介质，加压腔配置有加压装置，加压装置用于施加设定的压力以使测试介质透过疏水支撑剂进入检测腔，检测腔配置有压力测量装置，压力测量装置用于测量检测腔内的气压。

2.根据权利要求1所述的疏水支撑剂性能测试装置，其特征是，测试容器具有轴向以及垂直于轴向的上下方向，加压腔包括轴向分布第一腔部和第二腔部，第一腔部用于填装疏水支撑剂，第二腔部包括上下分布的气腔和液腔，气腔用于填充测试气体，液腔用于填充测试液体，检测腔处设有透明观察窗，透明观察窗用于观察测试液体透过疏水支撑剂进入到检测腔的液滴。

3.根据权利要求2所述的疏水支撑剂性能测试装置，其特征是，加压腔中设有保持滤网，保持滤网将第一腔部和第二腔部隔开，保持滤网用于支撑疏水支撑剂。

4.根据权利要求3所述的疏水支撑剂性能测试装置，其特征是，测试容器包括分体设置的第一筒段、第二筒段，第一筒段的内腔用于形成第一腔部，第二筒段的内腔用于形成第二腔部，第一筒段靠近第二筒段的一端套设在第二筒段外，第二筒段具有顶压保持滤网的顶压面。

5.根据权利要求4所述的疏水支撑剂性能测试装置，其特征是，第一筒段上设有内螺纹，第二筒段上设有外螺纹，第一筒段与第二筒段螺纹连接。

6.根据权利要求4所述的疏水支撑剂性能测试装置，其特征是，第二筒段包括分体设置的中筒段和端筒段，中筒段和端筒段可拆固定连接。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的疏水支撑剂性能测试装置，其特征是，透气透水隔断为支撑滤网。

8.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的疏水支撑剂性能测试装置，其特征是，加压装置包括活塞，活塞沿测试容器的轴向活动设置加压腔内，活塞与加压腔的内壁密封导向配合。

9.根据权利要求8所述的疏水支撑剂性能测试装置，其特征是，活塞为胶塞，加压装置还包括第一支撑片、第二支撑片，胶塞夹设在第一支撑片与第二支撑片之间。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的疏水支撑剂性能测试装置，其特征是，测试容器包括检测管，检测管的一端封闭，另一端与加压腔连通，检测管的内孔用于形成检测腔，压力测量装置连接在检测管的管壁上以用于测量检测管内的气压。

Images