一種水力加砂壓裂系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油工程巖石力學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水力加砂壓裂系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，以頁巖氣、致密砂巖氣和煤層氣為代表的非常規(guī)天然氣的快速發(fā)展引起了世界的關(guān)注，所述非常規(guī)天然氣主要包括頁巖氣、致密砂巖氣和煤層氣等清潔能源。目前我國急需大量的優(yōu)質(zhì)的清潔能源。而非常規(guī)天然氣增產(chǎn)的主要方法之一為水力壓裂。
[0003]而目前，現(xiàn)有技術(shù)中使用的水力壓裂設(shè)備只能測量巖石的變形和起裂壓力，不能模擬不同地層應(yīng)力條件下的水力加砂壓裂，對水力加砂壓裂和支撐劑的運移情況觀測不能滿足，進而不能為現(xiàn)場水力加砂壓裂提供理論基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明實施例提供了一種水力加砂壓裂系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的水力壓裂裝置不能模擬不同地層應(yīng)力條件下的水力加砂壓裂實驗的技術(shù)冋題。
[0005]本發(fā)明的提供一種水力加砂壓裂系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0006]壓裂裝置，所述壓裂裝置通過進水口與壓裂試件的注水接口連接，用于將混有支撐劑的壓裂液注入所述壓裂試件中；
[0007]圍壓室，所述圍壓室設(shè)置在所述壓裂試件的一側(cè)，用于加載所述壓裂試件的圍壓值；
[0008]軸壓室，所述軸壓室用于加載所述壓裂試件的軸壓值；
[0009]第一壓頭，所述第一壓頭的一端與壓裂試件的一端連接，用于發(fā)射橫波信號、縱波信號;
[0010]第二壓頭，所述第二壓頭的一端與所述壓裂試件的另一端連接，用于接收所述橫波信號及所述縱波信號；
[0011]熱塑管，所述壓裂試件外部套接有熱塑管；
[0012]聲發(fā)射探頭，所述聲發(fā)射探頭套接在所述熱塑管的表面，用于監(jiān)測聲發(fā)射信號，獲取所述壓裂試件的壓裂起縫及裂縫延伸的聲發(fā)射數(shù)據(jù)；
[0013]其中，通過控制裝置預(yù)設(shè)所述軸壓值及所述圍壓值，通過所述控制裝置將所述壓裂液注入所述壓裂試件中，當(dāng)所述控制裝置監(jiān)測到所述壓裂裝置的水壓突降時，根據(jù)獲取所述壓裂試件的所述聲發(fā)射數(shù)據(jù)、所述橫波信號、所述縱波信號分析所述壓裂起縫及裂縫延伸的規(guī)律及所述支撐劑在所述壓裂試件壓裂面中的運移規(guī)律。
[0014]上述方案中，所述第一壓頭通過第一數(shù)據(jù)線與所述控制裝置連接，用于發(fā)射所述橫波信號及所述縱波信號；
[0015]所述第二壓頭通過第二數(shù)據(jù)線與所述控制裝置連接，用于將接收到的所述橫波信號及所述縱波信號發(fā)送至所述控制裝置；
[0016]所述聲發(fā)射探頭通過第三數(shù)據(jù)線與所述控制裝置連接，將所述壓裂試件壓裂起縫及裂縫延伸的聲發(fā)射信號發(fā)送至所述控制裝置。
[0017]上述方案中，所述系統(tǒng)還包括:
[0018]軸向應(yīng)變儀，所述軸向應(yīng)變儀卡接在所述熱塑管的一側(cè)，用于監(jiān)測所述壓裂試件的軸向應(yīng)變；
[0019]徑向應(yīng)變儀，所述徑向應(yīng)變儀套接在所述熱塑管的表面，用于監(jiān)測所述壓裂試件的徑向應(yīng)變。
[0020]上述方案中，所述軸向應(yīng)變儀通過第四數(shù)據(jù)線與所述控制裝置連接，用于所述壓裂試件的軸向應(yīng)變發(fā)送至所述控制裝置；
[0021]所述徑向應(yīng)變儀通過第五數(shù)據(jù)線與所述控制裝置連接，用于所述壓裂試件的徑向應(yīng)變發(fā)送至所述控制裝置。
[0022]上述方案中，所述聲發(fā)射探頭包括四個，呈“十”字型套接在所述熱塑管的表面。
[0023]上述方案中，所述系統(tǒng)還包括:
[0024]球頭，所述球頭的一端與所述第一壓頭的另一端貼合；
[0025]T型塊，所述T型塊的一端與所述球頭的另一端貼合；
[0026]框架，所述T型塊的另一端通過移動橫桿與所述框架一端的兩側(cè)連接；
[0027]試驗臺，所述第二壓頭的另一端通過墊塊與所述試驗臺的一側(cè)連接；
[0028]第一薄片，所述第一薄片的一端與所述試驗臺另一側(cè)的一端連接，所述第一薄片的另一端與所述框架另一端的一側(cè)連接；
[0029]第二薄片，所述第二薄片一端與所述試驗臺另一側(cè)的另一端連接，所述第二薄片的另一端與所述框架另一端的另一側(cè)連接。
[0030]上述方案中，所述第一薄片與所述第二薄片之間設(shè)置有軸壓室。
[0031]上述方案中，所述壓裂裝置包括:
[0032]壓裂液室，所述壓裂液室設(shè)置有混合有支撐劑的壓裂液；
[0033]第一管道，所述第一管道的一端與所述壓裂液室連接，所述第一管道的另一端與進水口連接；
[0034]第一增壓泵，所述第一增壓泵設(shè)置在所述第一管道上，用于通過第一管道、第一閥門將所述壓裂液注入所述壓裂試件中；
[0035]真空泵，所述真空泵通過第二管道與所述第一管道連接，用于所述壓裂液注入所述壓裂試件之前，通過三通閥門對所述第一管道進行抽真空；
[0036]第一溢流閥，所述第一溢流閥通過第三管道與所述第一管道連接，用于對所述壓裂液溢流、穩(wěn)壓。
[0037]上述方案中，所述系統(tǒng)還包括:第一液壓裝置；其中，所述第一液壓裝置包括:
[0038]第一液壓油室，所述第一液壓油室設(shè)置有第一液壓油；
[0039]第四管道，所述第四管道的一端與所述第一液壓油室連接，所述第四管道的另一端與第一進油口連接；
[0040]第二增壓泵，所述第二增壓泵設(shè)置在所述第四管道上，通過所述第四管道、第二閥門將所述液壓油注入所述圍壓室中；
[0041]第五管道，所述第五管道的一端與所述第一液壓油室連接，所述第五管道的另一端通過第三閥門與出油口連接；
[0042]第二溢流閥，所述第二溢流閥通過第六管道與所述第四管道連接。
[0043]上述方案中，所述系統(tǒng)還包括:第二液壓裝置；其中，所述第二液壓裝置包括:
[0044]第二液壓油室，所述第二液壓油室設(shè)置有第二液壓油；
[0045]第七管道，所述第七管道的一端與所述第二液壓油室連接，所述第七管道的另一端與第二進油口連接；
[0046]第三增壓泵，所述第三增壓泵設(shè)置在所述第七管道上，通過所述第七管道、第四閥門將所述液壓油注入所述軸壓室中；
[0047]第三溢流閥，所述第三溢流閥通過第八管道與所述第七管道連接。
[0048]本發(fā)明提供了一種水力加砂壓裂系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:壓裂裝置，所述壓裂裝置通過進水口與壓裂試件的注水接口連接，用于將混有支撐劑的壓裂液注入所述壓裂試件中；圍壓室，所述圍壓室設(shè)置在所述壓裂試件的一側(cè)，用于加載所述壓裂試件的圍壓值；軸壓室，所述軸壓室用于加載所述壓裂試件的軸壓值；第一壓頭，所述第一壓頭的一端與壓裂試件的一端連接，用于發(fā)射橫波信號、縱波信號；第二壓頭，所述第二壓頭的一端與所述壓裂試件的另一端連接，用于接收所述橫波信號及所述縱波信號；熱塑管，所述壓裂試件外部套接有熱塑管；聲發(fā)射探頭，所述聲發(fā)射探頭套接在所述熱塑管的表面，用于監(jiān)測聲發(fā)射信號，獲取所述壓裂試件的壓裂起縫及裂縫延伸的聲發(fā)射數(shù)據(jù)；其中，通過控制裝置預(yù)設(shè)所述軸壓值及所述圍壓值，通過所述控制裝置將所述壓裂液注入所述壓裂試件中，當(dāng)所述控制裝置監(jiān)測到所述壓裂裝置的水壓突降時，根據(jù)獲取所述壓裂試件的所述聲發(fā)射數(shù)據(jù)、所述橫波信號、所述縱波信號分析所述壓裂起縫及裂縫延伸的規(guī)律及所述支撐劑在所述壓裂試件壓裂面中的運移規(guī)律，如此，所述水力加砂壓裂系統(tǒng)能夠模擬不同地應(yīng)力條件下的水力加砂壓裂，并可以實時監(jiān)測所述壓裂試件的聲波變化規(guī)律、裂紋開啟與延伸的三維定位以及所述支撐劑在裂紋中的運移規(guī)律，為現(xiàn)場水力加砂壓裂提供理論基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0049]圖1為本發(fā)明實施例提供的水力壓力系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖2為本發(fā)明實施例提供的壓裂試件的正視圖。
【具體實施方式】
[0051]為了可以模擬不同地應(yīng)力條件下的水力加砂壓裂實驗，為增長非常規(guī)天然氣提供保證，本發(fā)明提供了一種水力加砂壓裂系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:圍壓室，所述圍壓室設(shè)置在所述壓裂試件的一側(cè)，用于加載所述壓裂試件的圍壓值；軸壓室，所述軸壓室用于加載所述壓裂試件的軸壓值；第一壓頭，所述第一壓頭的一端與壓裂試件的一端連接，用于發(fā)射橫波信號、縱波信號；第二壓頭，所述第二壓頭的一端與所述壓裂試件的另一端連接，用于接收所述橫波信號及所述縱波信號；熱塑管，所述壓裂試件外部套接有熱塑管；聲發(fā)射探頭，所述聲發(fā)射探頭套接在所述熱塑管的表面，用于監(jiān)測聲發(fā)射信號，獲取所述壓裂試件的壓裂起縫及裂縫延伸的聲發(fā)射數(shù)據(jù)；其中，通過所述控制裝置預(yù)設(shè)所述軸壓值及所述圍壓值，