[发明专利]用于水平井动态冲击破裂的模拟装置

说明书

本发明提出了一种用于水平井动态冲击破裂的模拟装置。该模拟装置包括传力器，传力器包括筒状的壳体和设置在壳体内的传力柱；设置在传力器的第一端的用于推动传力柱相对于壳体移动的驱动器；设置在传力器的第二端的衔接器，衔接器的内腔与壳体的内腔连通；设置在衔接器的第二端的岩心夹持器。该模拟装置能形成脉冲压力以模拟井筒内的真实状态，从而模拟水平井长井段岩石开裂、多层段岩石开裂裂缝形态。

技术领域

本发明涉及油气田开发领域中的页岩气、致密砂岩气等非常规油气藏储层改造技术，具体涉及一种用于水平井动态冲击破裂的模拟装置。

背景技术

水平井脉冲爆燃压裂技术以固体火药为能源，产生快慢燃烧反应形成多级脉冲压力。此压力脉冲通过压裂枪的泄压孔对射孔孔眼周边地层冲击加载，在井筒周围油气层形成多条辐射状裂缝(裂缝方向不受地应力影响)，不仅能对原有的水力裂缝进行重复改造，同时使地层形成新的均匀径向裂缝网，最大限度地提高裂缝的导流能力，并消除水平井近井筒附近的储层污染，增大基质储层向井筒的供液能力，达到提高产能的目的；且该方法具有成本低，节约用水，不污染地层，利于储层保护与环保的优点。

与水力压裂不同，爆炸载荷对岩石的作用是一个十分复杂的过程，涉及爆炸力学、气体动力学、岩石动力学、固体力学、应力波理论等多种学科，尽管近年来岩石爆破技术有了很大的发展，从理论上对爆破破岩机理的研究还远没有完善，用实验手段定量确定爆破破岩的机理也存在很大困难，而目前由于描述爆炸作用下岩石介质性质的模型还很不完善，数值分析的精度一般不高于近似方程的精度，但是数值模拟可以提供整个过程的现象描述，分析激波在岩体中的传播规律以及损伤的形成规律，详细描述爆炸载荷下岩石的动力损伤破坏过程及机理，而通过室内实验的方法可以拟和计算结果，使得模拟过程更加准确，为研究提供更多的过程信息。

对于爆燃压裂岩石动态破裂模拟实验装置，虽然众多学者已开展了相应的探索，但是现有技术中的模拟试验装置都是针对直井。而水平井与直井在井身结构上不同，水平井爆燃压裂改造层段长，岩石受力状态也与直井不同，由此现有技术中的模拟装置不利于对水平井长井段岩石爆燃压裂模拟岩石的开裂的模拟。

由此，需要一种用于水平井动态冲击破裂的模拟装置以模拟长水平井岩石爆燃开裂的情况。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种用于水平井动态冲击破裂的模拟装置。该模拟装置能形成脉冲压力以模拟井筒内的真实状态，从而模拟水平井长井段岩石开裂、多层段岩石开裂裂缝形态。

根据本发明提出了一种用于水平井动态冲击破裂的模拟装置，包括：

传力器，传力器包括筒状的壳体和设置在壳体内的传力柱，

设置在传力器的第一端的用于推动传力柱相对于壳体移动的驱动器，

设置在传力器的第二端的衔接器，衔接器的内腔与壳体的内腔连通，

设置在衔接器的第二端的岩心夹持器。

在一个实施例中，衔接器构造为筒状结构，并与壳体密封式连接。

在一个实施例中，衔接器构造为与壳体密封式连接的分支式结构，并且衔接器的内腔具有主流道和与主流道连通的至少两个分流道。

在一个实施例中，衔接器包括两个分流道，并且两个分流道关于主流道的轴向中心线对称。

在一个实施例中，驱动器包括：

固定设置在壳体的第一端的支架，

与支架滑动式连接的冲击块，

固定设置在支架的第一端的液压缸，

设置在液压缸的腔体内的活塞，活塞穿过液压缸与冲击块选择性连接，

设置在冲击块和液压缸之间的弹性件。