CN220769438U - 一种流量分配定量注入装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及压裂测试流量分配注入装置技术领域，具体是一种流量分配定量注入装置，包括恒速恒压泵、流体注入系统和若干个流体分配系统，恒速恒压泵连接有储液罐且其输送端连接有第一管道，第一管道上并联有若干个第二管道，流体分配系统的数量与第二管道的数量相等，每个第二管道均与相应的流体分配系统的进液端连接，每个流体分配系统的出液端均通过第三管道与流体注入系统连接，远离恒速恒压泵的第二管道上设有压力传感器。本实用新型能够精确控制流体的注入速率和压力，用来对各类岩块进行多簇压裂实验，操作简单，解决无法同时实现多管道不同压力流量分配的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及压裂测试流量分配注入装置技术领域，具体是一种流量分配定量注入装置。
背景技术
压裂实验作为油气增产的主要措施之一已被广泛应用于现代石油工业中，对于致密油气、页岩油气藏的生产起了重要的作用，水力裂缝的几何形态是影响压裂处理效果的主要因素之一，经济有效的压裂，应尽可能改造并扩大广阔的未波及的储层体积。
然而传统的流量分配注入装置的注入井筒内仅设置一个水平注入管道，虽说水平注入管道上开设有不同压裂测试孔，但是需依次进行不同压裂测试，不能同时进行压裂孔不同压力流量分配的测试，也无法实现不同管道不同压力流量的实验，甚至存在流量控制不精准等问题。
因此，亟需提供一种针对上述现有技术不足的技术方案。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种流量分配定量注入装置，能够精确控制流体的注入速率和压力，用来对各类岩块进行多簇压裂实验，操作简单，解决无法同时实现多管道不同压力流量分配的问题，本实用新型能够通过恒速恒压泵、电动阀一、电动阀二、压力传感器和调节阀的设计，实现精确的流量控制和剂量分配。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种流量分配定量注入装置，包括恒速恒压泵、流体注入系统和若干个流体分配系统，所述恒速恒压泵连接有储液罐且其输送端连接有第一管道，所述第一管道上并联有若干个第二管道，所述流体分配系统的数量与所述第二管道的数量相等，每个所述第二管道均与相应的所述流体分配系统的进液端连接，每个所述流体分配系统的出液端均通过第三管道与所述流体注入系统连接，远离所述恒速恒压泵的所述第二管道上设有压力传感器。
进一步的，每个所述流体分配系统均包括电动阀一、电动阀二和活塞注入器，所述电动阀一设置在所述第二管道上，所述电动阀二设置在所述第三管道上，所述活塞注入器包括上压盖、下压盖、注筒和活塞，所述上压盖和所述下压盖设置在所述注筒的上下两端，所述活塞的头部设置在所述注筒内并将其内腔从上至下分为第一腔和第二腔，杆部穿过所述上压盖并伸出，所述上压盖上设有进液孔，所述第一腔通过所述进液孔与所述第二管道相通，所述下压盖上设有出液孔，所述第二腔通过所述出液孔与所述第三管道相通。
进一步的，所述上压盖、所述活塞和所述下压盖三者分别与所述注筒内壁之间设有若干组第一密封圈。
进一步的，所述上压盖和所述下压盖上均开设有卡槽，每个所述卡槽均套设有用于限制所述上压盖或所述下压盖移动的导向支承环。
进一步的，所述流体注入系统包括多段压裂注入井筒，所述多段压裂注入井筒穿设在待测样品的埋管内，所述多段压裂注入井筒与所述埋管之间设有若干组第二密封圈，所述多段压裂注入井筒内设有若干个互不相通的注入孔道，所述注入孔道与所述第三管道的数量相同，且每个注入孔道与对应的所述第三管道连通，所述埋管上设有与所述注入孔道相通的孔。
进一步的，若干组所述第二密封圈的数量与所述注入孔道的数量相等，每组所述第二密封圈包括两个密封圈，两个所述密封圈分别设置在所述注入孔道的出口端的两侧。
进一步的，每个所述注入孔道呈L型。
进一步的，每个所述第二管道上均并联有泄压管道一，每个所述泄压管道一上均设有泄压阀一，每个所述第三管道上均并联有泄压管道二，每个所述泄压管道二上均设有泄压阀二。
进一步的，所述流体注入系统与所述电动阀二之间设有调节阀，所述调节阀设置在所述第三管道上。
进一步的，每个所述活塞注入器的一侧设有用于监测所述活塞移动距离的位移传感器。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型能够精确控制流体的注入速率和压力，用来对各类岩块进行多簇压裂实验，操作简单，解决无法同时实现多管道不同压力流量分配的问题，本实用新型通过恒速恒压泵、电动阀一、电动阀二、压力传感器、调节阀和位移传感器的设计，能够实现精确的流量控制和剂量分配，完成多簇压裂实验。
2.本实用新型中若干个注入管道被每组第二密封圈分隔成若干个互不连通的压力系统，且密封圈与埋管紧密贴合，当向某一注入孔道注液时，密封圈可防止压裂液进入临近压裂段，从而实现多段压裂实验。
3.本实用新型通过上压盖、活塞和下压盖三者分别与注筒内壁之间设有若干组第一密封圈，能够提高活塞注入器的密封性，提高压裂测试精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本实用新型的流量分配定量注入装置的结构示意图；
图2是流体分配系统的局部结构示意图；
图中：1-恒速恒压泵，2-流体分配系统，3-流体注入系统，4-第一管道，5-第二管道，6-第三管道，7-压力传感器，8-第一密封圈，9-导向支承环，11-第二密封圈，12-泄压阀一，13-泄压阀二，14-调节阀，21-电动阀一，22-电动阀二，23-活塞注入器，111-密封圈，231-上压盖，232-下压盖，233-注筒，234-活塞，2311-进液孔，2321-出液孔，2331-第一腔，2332-第二腔，31-多段压裂注入井筒，100-待测样品，101-埋管，311-注入孔道。
具体实施方式
下面将结合本实用新型说明书附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
在本实用新型的一个具体实施例中，如图1-2所示，一种流量分配定量注入装置，包括一个恒速恒压泵1、三个流体分配系统2和一个流体注入系统3，恒速恒压泵1连接有储液罐且其输送端连接有第一管道4，第一管道4上并联有三个第二管道5，每个第二管道5均与相应的流体分配系统2的进液端连接，每个流体分配系统2的出液端均通过第三管道6与流体注入系统3连接，远离恒速恒压泵1的第二管道5上设有压力传感器7；
每个流体分配系统2均包括电动阀一21、电动阀二22和活塞注入器23，电动阀一21设置在第二管道5上，电动阀二22设置在第三管道6上，活塞注入器23包括上压盖231、下压盖232、注筒233和活塞234，上压盖231和下压盖232设置在注筒233的上下两端，活塞234的头部设置在注筒233内并将其内腔从上至下分为第一腔2331和第二腔2332，杆部伸出上压盖231外，上压盖231上设有进液孔2311，第一腔2331通过进液孔2311与第二管道5相通，下压盖232上设有出液孔2321，第二腔2332通过出液孔2321与第三管道6相通。
如图1，流体注入系统3包括多段压裂注入井筒31，多段压裂注入井筒31穿设在待测样品100的埋管101内，多段压裂注入井筒31与埋管101之间设有若干组第二密封圈11，多段压裂注入井筒31内设有若干个互不相通的注入孔道311，注入孔道311与第三管道6的数量相同，且每个注入孔道311与对应的第三管道6连通，埋管101上设有与注入孔道311相通的孔。本实施例中，注入孔道311呈L字型。
本实施例中，若干组第二密封圈11的数量与注入孔道311的数量相等，每组第二密封圈11包括两个密封圈111，两个密封圈111分别设置在注入孔道311的出口端的两侧；三个注入管道被6个密封圈分隔成3个互不连通的压力系统，分别对应第一压裂段、第二压裂段和第三压裂段，且密封圈111与埋管紧密贴合，当向某一注入孔道311注液时，密封圈111可防止压裂液进入临近压裂段，从而实现多段压裂模拟。
本实施例中，每个第二管道5上均并联有泄压管道一，每个泄压管道一上均设有泄压阀一12，每个第三管道6上均并联有泄压管道二，每个泄压管道二上均设有泄压阀二13。
本实施例中，流体注入系统3与每个电动阀二22之间均设有调节阀14，调节阀14设置在第三管道6上，通过控制调节阀14来控制每个第三管道6的流量。
如图2，上压盖231、活塞234和下压盖232三者分别与注筒233内壁之间设有若干组第一密封圈8；上压盖231和下压盖232上均开设有卡槽，每个卡槽均套设有用于限制上压盖231或下压盖232移动的导向支承环9，能够进一步的提高注筒233的密封性。
本实施例中，每个活塞注入器23的一侧设有用于监测活塞234移动距离的位移传感器(图中未示出)，能够了解不同活塞注入器23内压裂液向不同注入孔道311的注入量，精准把控流量分配情况。
本实施例中的恒速恒压泵1为立式双缸双伺服电机结构，与计算机联网设计，采集恒速恒压泵1的相关数据，也可由计算机通过软件控制恒速恒压泵1的工作并在软件上实时显示压力、流量等参数曲线。本实施例中恒速恒压泵1的流量范围为0.001～45mL/min，最大输出压力为70MPa。
本实用新型的工作原理为：
首先将第三管道6的末端伸入盛有压裂液的储罐，打开电动阀二22、调节阀14、泄压阀一12，关闭泄压阀二13和电动阀一21，控制活塞234向上移动以此完成第二腔2332内压裂液的装填操作，并将第一腔2331内的水通过泄压阀一12排出，然后关闭泄压阀一12，再将第三管道6与多段压裂注入井筒31连接；
然后根据预设的参数和设定的流量要求，控制三个第三管道上的调节阀14的不同开合度，再开启恒速恒压泵1，控制恒速恒压泵1输出一定压力，待恒速恒压泵1输出的流体压力值通过压力传感器7测试达到压裂实验所需压力时，打开电动阀一21，此时，能保证注入到活塞注入器23的压力是一样；
然后因不同第三管道上调节阀14的开合度的大小不一样，因此，压裂液进入三个注入孔道311内的流量是不同的，实现多管道不同压力流量分配，且三个注入孔道311被6个密封圈分隔成3个互不连通的压力系统，分别对应第一压裂段、第二压裂段和第三压裂段，每一个压裂段由注入孔道和射孔(环形凹槽)组成，本实施例能实现三段压裂实验；
另外，当注入压裂液后出现流量过大，孔道打的太粗，或者四周有裂纹，这时可封堵不好的那个孔道，具体封堵方法为：利用多段压裂注入井筒31向已经压裂失效的原始裂缝内注入封堵剂，再取出多段压裂注入井筒31及时清理掉注入孔道311里的封堵剂，封堵剂在预热好的样品的温度作用下慢慢封堵固结，完成原始裂缝的封堵；然后再通过本实用新型的流量分配定量注入装置进行新一轮的流量打孔；
当实验结束后，关闭恒速恒压泵1、电动阀一21、电动阀二22、调节阀14，打开泄压阀二13，对第二腔2332内的剩余压裂液进行排放。
本实用新型不局限于上述实施例中三段压裂实验，根据流体分配系统的数量设定，本实用新型操作简单，能用来对各类岩块进行多簇压裂实验，解决无法同时实现多管道不同压力流量分配的问题，通过恒速恒压泵、电动阀一、电动阀二、压力传感器、调节阀和位移传感器的设计，能够实现精确的流量控制和剂量分配，完成多簇压裂实验。
以上所揭露的仅为本实用新型的一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种流量分配定量注入装置，其特征在于，包括恒速恒压泵(1)、流体注入系统(3)和若干个流体分配系统(2)，所述恒速恒压泵(1)连接有储液罐且其输送端连接有第一管道(4)，所述第一管道(4)上并联有若干个第二管道(5)，所述流体分配系统(2)的数量与所述第二管道(5)的数量相等，每个所述第二管道(5)均与相应的所述流体分配系统(2)的进液端连接，每个所述流体分配系统(2)的出液端均通过第三管道(6)与所述流体注入系统(3)连接，远离所述恒速恒压泵(1)的所述第二管道(5)上设有压力传感器(7)。
2.根据权利要求1所述的一种流量分配定量注入装置，其特征在于，每个所述流体分配系统(2)均包括电动阀一(21)、电动阀二(22)和活塞注入器(23)，所述电动阀一(21)设置在所述第二管道(5)上，所述电动阀二(22)设置在所述第三管道(6)上，所述活塞注入器(23)包括上压盖(231)、下压盖(232)、注筒(233)和活塞(234)，所述上压盖(231)和所述下压盖(232)设置在所述注筒(233)的上下两端，所述活塞(234)的头部设置在所述注筒(233)内并将其内腔从上至下分为第一腔(2331)和第二腔(2332)，杆部穿过所述上压盖(231)并伸出，所述上压盖(231)上设有进液孔(2311)，所述第一腔(2331)通过所述进液孔(2311)与所述第二管道(5)相通，所述下压盖(232)上设有出液孔(2321)，所述第二腔(2332)通过所述出液孔(2321)与所述第三管道(6)相通。
3.根据权利要求2所述的一种流量分配定量注入装置，其特征在于，所述上压盖(231)、所述活塞(234)和所述下压盖(232)三者分别与所述注筒(233)内壁之间设有若干组第一密封圈(8)。
4.根据权利要求2所述的一种流量分配定量注入装置，其特征在于，所述上压盖(231)和所述下压盖(232)上均开设有卡槽，每个所述卡槽均套设有用于限制所述上压盖(231)或所述下压盖(232)移动的导向支承环(9)。
5.根据权利要求1所述的一种流量分配定量注入装置，其特征在于，所述流体注入系统(3)包括多段压裂注入井筒(31)，所述多段压裂注入井筒(31)穿设在待测样品(100)的埋管(101)内，所述多段压裂注入井筒(31)与所述埋管(101)之间设有若干组第二密封圈(11)，所述多段压裂注入井筒(31)内设有若干个互不相通的注入孔道(311)，所述注入孔道(311)与所述第三管道(6)的数量相同，且每个注入孔道(311)与对应的所述第三管道(6)连通，所述埋管(101)上设有与所述注入孔道(311)相通的孔。
6.根据权利要求5所述的一种流量分配定量注入装置，其特征在于，若干组所述第二密封圈(11)的数量与所述注入孔道(311)的数量相等，每组所述第二密封圈(11)包括两个密封圈(111)，两个所述密封圈(111)分别设置在所述注入孔道(311)的出口端的两侧。
7.根据权利要求5所述的一种流量分配定量注入装置，其特征在于，每个所述注入孔道(311)呈L型。
8.根据权利要求1所述的一种流量分配定量注入装置，其特征在于，每个所述第二管道(5)上均并联有泄压管道一，每个所述泄压管道一上均设有泄压阀一(12)，每个所述第三管道(6)上均并联有泄压管道二，每个所述泄压管道二上均设有泄压阀二(13)。
9.根据权利要求2所述的一种流量分配定量注入装置，其特征在于，所述流体注入系统(3)与所述电动阀二(22)之间设有调节阀(14)，所述调节阀(14)设置在所述第三管道(6)上。
10.根据权利要求2所述的一种流量分配定量注入装置，其特征在于，每个所述活塞注入器(23)的一侧设有用于监测所述活塞(234)移动距离的位移传感器。
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