[发明专利]一种大型多功能压裂液实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气开发领域的一种实验系统，具体涉及一种大型多功能压裂液实验系统。

背景技术

现有的压裂液评价仪器设备主要有流变仪，摩阻仪等设备。其中：流变仪主要可以用于测量冻胶压裂液的流变特性，主要采用进口设备，利用转子剪切器皿中的冻胶压裂液，进行测量。摩阻仪可以用于测量冻胶压裂液，和清水压裂液的摩阻特性。可以同时测量压裂液流变性和摩阻特性的仪器基本没有。

近年来，一种新的压裂技术—二氧化碳干法压裂技术逐渐热起来，越来越多的人们开始对他进行研究。然而，测量干法压裂液这些特性的设备基本没有。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种大型多功能压裂液实验系统，不仅可以用于测量行业内最常用到的冻胶压裂液、清水压裂液、二氧化碳泡沫压裂液，而且还可以用于二氧化碳干法压裂液在不同温度和压力下的流变特性、摩阻特性、携砂性能研究，还可以通过多级视窗观测支撑剂在压裂液中的悬浮状态。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种大型多功能压裂液实验系统，包括固体推进器1，它上面为漏斗的结构，固体推进器1通过支撑剂计量装置2衔接在药罐5的进口管路上，并与之密封；药罐5的顶部通过过滤器4和药液搅拌器3连接，药罐5用来盛放配好的药液，它带有给药液加热功能，在它的侧壁设有温度计量装置6，药罐5的底部设有药液计量装置7，药罐5的输出管依次通过第一阀8、药液泵9、第一单向阀10、第二阀11、第一预热器12和泡沫发生器13的药液入口连接，起泡剂罐14通过起泡泵15、第二单向阀16与泡沫发生器13连接；

第一气瓶17、第二气瓶18分别通过第三阀19、第四阀20和净化器21的入口连接，净化器21的出口依次通过流量计22、制冷装置23、第五阀25、第六阀26、气泵29、第三单向阀32、第二预热器34和泡沫发生器13的气体入口连接；其中，气体储罐24在冷箱23的内部；此外另有稠化剂罐30通过稠化剂泵31和第三单向阀32连接；第五阀25连接在制冷装置23内部的气体储罐24的进气管上，在气体储罐24的出气管上设有第一压力计28，在气泵29、第三单向阀32之间设有安全阀33，在第二预热器34和泡沫发生器13之间设有第二压力计35；

三组直径不同的第一直管37、第二直管41、第三直管45和盘管49并联，并联后的输入端和泡沫发生器13的出口连接，输出端通过第十六阀53和多级视窗56的入口连接，并联后的输出端还通过第十七阀54与垂直换热测试端58的入口连接，多级视窗56通过第十八阀57和垂直换热测试端58连接，垂直换热测试端58外连低温浴槽59；垂直换热测试端58与第十九阀61之间连有压力传感器60；

其中：

第一直管37输入、输出端之间连接有第一差压传感器38，输入端还连接有第八阀36，输出端还连接有第九阀39；

第二直管41输入、输出端之间连接有第二差压传感器42，输入端还连接有第十阀40，输出端还连接有第十一阀43；

第三直管45输入、输出端之间连接有第三差压传感器46，输入端还连接有第十二阀44，输出端还连接有第十三阀47；

盘管49输入端还连接有第十四阀48，输出端还连接有第十五阀50，第十四阀48输入端和盘管44输出端之间连接有第四差压传感器51；

泡沫发生器13输出端和直管并联后的输入端之间连接处连接有第一压力传感器52。

所述的支撑剂计量装置2采用地泵或者其它大的天平的仪器，带通讯接口，实现与计算机联网。

所述的药灌5下端还可以设计放空阀门，方便排空和清洗，根据需要配加热装置，控制药罐中的温度。

所述的温度计量装置6采用温度传感器，将数据传入计算机。

所述的药液计量装置7采用地泵或者其它大的天平的仪器，带通讯接口，实现与计算机联网。

所述的药业泵9采用螺杆泵，带变频调节系统，可无极调节泵的流量，输送带有支撑剂的药液，但是螺杆泵很难实现高压，为了实现高压，建议一般采用柱塞泵。

所述的第一预热器12、第二预热器34采用螺旋盘管式换热方式，并采用恒温水浴加热控温。

所述的气泵29采用调频泵，最大工作压力尽量高，最好50MPa以上，从而可以模拟压裂施工时地层压力条件。

所述的出口分离器64采用封闭容器。

本发明的优点：

（1）药液设计有适时计量装置，可通过药液计量装置在线检测药液的注入量。