[发明专利]模拟支撑剂铺置及压裂液返排的实验装置及方法

权利要求书

1.一种模拟支撑剂铺置及压裂液返排的实验装置，其特征在于，包括：第一平板、第二平板、以及框架；

所述第一平板与所述第二平板平行设置，所述第一平板、所述第二平板与所述框架组成密封箱体；

所述第一平板和第二平板均呈透明状，用于供用户观察箱内情况；

所述箱体内设置有透明的内置平板，所述内置平板与第一平板平行，且与所述第一平板之间形成空腔，所述空腔用于模拟裂缝；

所述箱体左右两端分别设置有用于模拟井筒的第一盛水腔和用于模拟裂缝尖端的第二盛水腔；

所述第一盛水腔和所述第二盛水腔分别通过连通缝与所述空腔实现连通；

还包括：螺杆以及与所述螺杆配合的螺母；

所述螺杆的一端与所述内置平板相接触，所述螺母与所述第二平板固定连接，以使所述内置平板与所述第二平板之间的距离可调；

还包括：与所述连通缝配合的固定条；

所述固定条可插入所述连通缝，使得盛水腔与所述空腔之间不再连通；

还包括：混砂器；

所述混砂器用于盛放支撑剂与压裂液的混合物；

所述混砂器的出料口通过泵与所述第一盛水腔连接，以在进行支撑剂铺置实验时将所述支撑剂与压裂液的混合物通过所述第一盛水腔排入所述空腔；

还包括：储液罐；

所述储液罐用于盛放压裂液；

所述储液罐的出料口通过泵与所述第二盛水腔连接，以在进行压裂液返排实验时将所述压裂液通过所述第二盛水腔排入所述空腔；

还包括：回收池；

所述回收池与所述第一盛水腔连接，用于回收压裂液返排实验时所述第一盛水腔中排出的液体。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一平板和第二平板的长度为3m，高度为0.8m，厚度为0.04m；

所述第一平板与所述第二平板间隔0.1m；

所述内置平板长度为3m，厚度为0.04m；

所述内置平板与所述第一平板的间距可调范围为0至0.05m；

所述第一盛水腔与所述第二盛水腔高0.8m，长0.1m，宽0.08m；

所述连通缝宽0.02m。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述箱体的底部开设有用于清洗所述空腔的清洗孔。

4.一种基于权利要求1-3任一项所述装置的模拟支撑剂铺置及压裂液返排的实验方法，其特征在于，包括：

根据现场裂缝参数调节第一平板与内置平板之间的距离；

关闭第二盛水腔与空腔之间的连通缝，并将第一盛水腔通过泵与混砂器连接；

根据现场施工排量，将混砂器中的支撑剂与压裂液的混合物通过所述第一盛水腔泵注到所述空腔内部；

所述支撑剂在所述空腔内堆积充填形成砂堤后，通过透明的第一平板、第二平板和内置平板观察沙堤形态，确定裂缝宽度与支撑剂铺置状态的对应关系；

在通过透明的第一平板、第二平板和内置平板观察沙堤形态之后，还包括：

打开第二盛水腔与空腔之间的连通缝，并将所述第二盛水腔通过泵与储液罐连接，第一盛水腔与回收池连接；

根据施工参数设定返排排量，将储液罐中的压裂液通过所述第二盛水腔泵注到所述空腔内部，使得支撑剂与压裂液的混合物通过所述第一盛水腔流入所述回收池；

返排结束后，根据所述空腔内剩余支撑剂的状态和/或所述第一盛水腔及回收池内的支撑剂的状态，确定支撑剂在所述返排排量下的回流量；

其中，在将储液罐中的压裂液通过所述第二盛水腔泵注到所述空腔内部的同时，向所述内置平板施加朝向所述第一平板的力。