[发明专利]一种支撑剂运移的大尺寸多裂缝模拟装置和方法

权利要求书

1.一种支撑剂运移的大尺寸多裂缝模拟装置，其包括裂缝单元(20)，所述裂缝单元(20)包括主裂缝(201)和设置在所述主裂缝至少一侧的多级分支裂缝(202)，其特征在于，所述主裂缝(201)和至少一条所述分支裂缝(202)之间通过连接部件(203)连接，并且所述连接部件(203)设置有控制阀(204)，用以控制所述主裂缝(201)和至少一条所述分支裂缝之间的连通状态；并且所述连接部件(203)设置有角度调节器(205)，并且所述角度调节器(205)构成为所述连接部件(203)的一部分，所述主裂缝(201)和所述分支裂缝(202)之间或者各级分支裂缝之间通过所述角度调节器形成不同的连接角度。

2.如权利要求1所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述连接部件(203)包括至少一个所述角度调节器(205)，所述至少一个角度调节器(205)将所述连接部件(203)划分成多段。

3.如权利要求2所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述角度调节器(205)为正棱柱，所述角度调节器(205)具有至少五个侧面，并且所述角度调节器(205)的至少五个侧面中的一个是固定面(2051)，其余侧面为调节面(2052)；其中，与所述固定面(2051)相邻的两个调节面上设置有安装孔(2053)，其余调节面上设置有安装孔(2053)和第一窄缝(2054)。

4.如权利要求3所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述连接部件(203)还包括与所述角度调节器(205)相匹配的调节件(206)，所述调节件(206)为两个片状结构体，所述两个片状结构体可选择地固定在任意两个调节面(2052)上，从而调节所述主裂缝和所述分支裂缝或者所述各级分支裂缝之间的连接角度。

5.如权利要求1至4之一所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述大尺寸多裂缝模拟装置还包括操控单元，所述操控单元与每个所述控制阀(204)连接，并且所述操控单元设置有控制所述控制阀(204)开启或关闭的按键，从而根据所要模拟的裂缝分布形态来开启或关闭相应的控制阀(204)。

6.如权利要求1至4之一所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述连接部件(203)呈具有两端开口的板状结构，所述连接部件(203)的两端分别连接至所述主裂缝和所述分支裂缝或者两个相邻的分支裂缝，所述连接部件(203)内部形成有缝隙，所述控制阀(204)以紧密贴合的方式设置在所述连接部件的缝隙内。

7.如权利要求6所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述控制阀(204)包括阀芯(211)和可调节所述控制阀开启或关闭的手动拨片(212)，其中，所述阀芯(211)设置在所述连接部件(203)的缝隙内，并且所述阀芯沿轴向设置有第二窄缝(213)，所述手动拨片(212)设置在所述连接部件(203)的顶部。

8.如权利要求1至4之一所述的大尺寸多裂缝模拟装置，其特征在于，所述大尺寸多裂缝模拟装置还包括混砂单元(10)，所述混砂单元(10)包括混砂罐(102)和设置在所述混砂罐(102)底部的混砂三通(101)，其特征在于，

所述混砂三通(101)的第一通道(111)大致呈漏斗状，压裂液沿所述第一通道(111)的入口段(121)在泵送装置(30)的作用下流向所述第一通道(111)的射流段(122)，并且所述射流段(122)的口径明显小于所述入口段(121)的口径，从而使得所述压裂液在所述泵送装置(30)的作用下在所述射流段内形成高速射流，进而将流经第二通道(112)的支撑剂送至与裂缝单元(20)连接的第三通道(113)。

9.一种模拟支撑剂运移的方法，其特征在于，所述模拟支撑剂运移的方法采用如权利要求1至4之一所述的大尺寸多裂缝模拟装置，并且所述方法包括以下步骤：

实验准备，包括实验缝宽准备、压裂液配制及性能测试以及支撑剂准备；

实验方案确定，设计具有不同裂缝分布形态的多个实验方案；

根据所述实验方案，开启或关闭连接部件(203)的控制阀(204)，并且通过角度调节器(205)设置主裂缝(201)和至少一条分支裂缝(202)之间的连接角度；

将携砂液放置在配液箱内，根据方案要求排量开启泵送装置(30)，并读取出口流量计(502)流量，根据流量与砂量的线性关系，调整调节齿轮漏沙速率，精确控制砂比；和

观察砂堤的形成过程，记录砂堤形态，总结多裂缝下支撑剂沉降规律。