[实用新型]水力喷射压裂层内封隔物模实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水力喷射压裂层内封隔物模实验装置，能用于模拟测试水力喷射压裂时的水力自封隔效应。

背景技术

水力喷射压裂技术是基于伯努利方程，通过高速水射流射开套管和地层并形成一定深度的喷孔，流体动能转化为压能，在喷孔附近产生水力裂缝，实现压裂作业。

具体而言，水力喷射压裂技术是利用水力喷射击穿套管后在储层形成孔道，依靠水力喷射产生的增压效应使裂缝起裂；裂缝形成后，每一个喷嘴如同一个“射流泵”一样，流体携带支撑剂由喷嘴喷射泵入裂缝。其中，由于射流出口周围流体速度最高，其压力就最低，故流体就不会“漏到”其它地方，从而实现自封隔。

目前，业界针对水力喷射压裂工艺机理，开展了水力喷射孔内压力分布和水力喷射射流增压室内物理模拟实验，得出了孔内压力分布和孔内增压规律，但是对于水力喷射压裂的水力自封隔效应，仅用数值模拟的方法进行了研究，但尚未得到实验验证。

有鉴于上述公知技术存在的缺陷，本设计人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出本实用新型的一种水力喷射压裂层内封隔物模实验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于提供一种水力喷射压裂层内封隔物模实验装置，能用于验证水力喷射压裂的水力自封隔效应，评价分析水力喷射压裂时环空补液的流动状态，为现场实施水力喷射压裂技术时确定环空排量和压力提供依据。

为此，本实用新型提出一种水力喷射压裂层内封隔物模实验装置，其包含有：

一管柱模拟装置，包含有一内管部及一套设在所述内管部外侧的外管部，所述内管部及外管部间形成一环空部，所述内管部的一端凸伸出所述外管部的一端，并套设有一环空注液接头，所述注液接头的前端与所述内管部的外表面形成密封连接，其后端螺接于所述外管部的一端，所述环空注液接头的侧壁上形成有一注入接口，所述注入接口与所述环空部相连通，所述内管部的另一端套置有一内封头，所述外管部的另一端则套设有一外封头，所述外封头及内封头之间通过一轴向定位销连接固定，其中，所述内管部的侧壁上沿周向间隔的嵌设有多个喷嘴，各所述孔道总成与各所述喷嘴相对，而所述外管部上沿周向布设有多个孔道总成，各所述孔道总成中形成有通道，所述通道与所述环空部相连通；

一回水调压装置，包含有一回水管汇体、一回水调压阀、一回水接头及多个侧回水接头，所述回水管汇体为一中空腔体，其一侧的侧壁上设置有所述侧回水接头，各所述侧回水接头与各所述孔道总成分别通过管线一一对应连通，所述回水调压阀的一端与所述回水管汇体的开口端相连接，其另一端连接于所述回水接头；

其中，所述内封头及外封头之间间隔有距离，并形成有与所述环空部相连通的空间，所述外管部、环空注液接头及外封头分别设有与所述环空部相连通的第一测压接头，所述孔道总成上安装有与所述通道相连通的第二测压接头，所述回水管汇体上设有与其内腔相连通的第三测压接头。

如上所述的水力喷射压裂层内封隔物模实验装置，其中，所述内管部包括依次螺纹连接的一内中心管、一中空的喷嘴安装体及一尾管，所述喷嘴安装体的侧壁上沿周向均布有多个喷嘴安装孔，各所述喷嘴对应嵌设在各所述喷嘴安装孔处，所述喷嘴安装体于两端部的外表面上分别沿周向间隔的设有三个定位凸部；

所述外管部包含依次螺接的一前环空管、一中空的孔道总成安装体及一后环空管，所述前环空管、孔道总成安装体及后环空管对应位于所述内中心管、喷嘴安装体及尾管的外侧，以形成所述环空部，所述孔道总成安装体的侧壁上对应各所述喷嘴沿周向均布有多个孔道总成嵌合孔，各所述孔道总成的一端对应嵌设在所述孔道总成嵌合孔处，而各所述定位凸部则分别与所述孔道总成安装体的内表面相接触；

其中，所述内中心管的一端凸伸出所述前环空管的一端，并套设有所述环空注液接头，所述环空注液接头的前端与所述内中心管的外表面相密封连接，其后端则与所述前环空管的一端相螺接，所述内封头及外封头则对应设置于所述尾管及后环空管的自由端，所述外管部上的第一测压接头设有两个，对应位于所述孔道总成安装体的两端部。

如上所述的水力喷射压裂层内封隔物模实验装置，其中，各所述孔道总成包括一孔道芯、一孔道套及一孔道接头，所述孔道芯嵌设在所述孔道套中，其侧壁上相对称的形成有两阶梯孔，所述孔道套的一端固定嵌设在所述孔道总成嵌合孔处，其另一端则连接于所述孔道接头的一端，所述孔道芯及所述孔道接头的内腔相互连通，并形成所述通道；