[发明专利]一种高压高精度极低动态流量测量试验装置

说明书

本发明公开了一种高压高精度极低动态流量测量试验装置，涉及岩石力学与岩石工程技术领域；解决在极高压力、极低流量/流速条件下无法精确地监测水力压裂试验中各压裂孔内的流量随时间动态演化规律的问题；具体包括高压密闭釜、距离测量装置和注排液装置，通过注排液装置分别从高压密闭釜的底部和顶部向流体空腔内进行注液和排液动作，进而使高压密闭釜内的密封联动活塞杆与外部的距离测量装置联动，测量活塞移动距离计算任意时间节点的流量；本发明通过耐高压的缸体釜进而实现对多孔水力压裂试验过程中各压裂孔内的流量分布规律随时间的演化特征，可有效的监测极低流量的分配规律，监测精度有效提高。

技术领域

本发明属于岩石力学与岩石工程技术领域，涉及一种高压高精度极低动态流量测量试验装置；适用于水力压裂试验多孔压裂过程中，对各压裂孔内注液流体随时间动态演化特征的研究。

背景技术

流量是指单位时间内流经封闭管道或明渠有效截面的流体量，又称瞬时流量。当流体量以体积表示时称为体积流量；当流体量以质量表示时称为质量流量。单位时间内流过某一段管道的流体的体积，称为该横截面的体积流量。简称为流量，用Q来表示。针对流量的监测方法，主要有容积式流量计、压差流量计、科里奥利质量流量计、超声波流量计、电磁流量计、涡轮流量计、涡街流量计等。

已有的流量计大都是可以准确的监测任意时间节点内的流量，但是其耐压效果极差，通常只有0~5MPa，且数据采集精度也不够高。通常条件下的流量监测针对的是大流量、较大的注液速率，因此，误差也通常极大。随着油气开采领域的不断革新与发展，多射孔压裂条件下各压裂孔的流量的不同会导致裂缝扩展形态存在较大的差异，有效的监测各压裂孔内的流量分布规律对其改造储层的压裂裂缝形态，进而提高储层渗透性，提高煤层气资源抽采率具有显著的意义。

目前针对流量的监测装置与方法中取得了一定的研究成果，涉及流量监测装置的专利主要有：浙江大学沈新荣的“一种差压式流量测量方法及流量装置（CN200610154762.2）”，提供一种低压损宽量程比的孔板节流差压式流量测量方法及流量测量装置，该专利主要针对大流量的检测方法，流量均在m³/h，且不耐压。微动公司C•B•麦卡纳利的“流量装置及其操作方法（CN200780101093.5）”；银川银川融神威自动化仪表厂（有限公司）唐陈一郎的“一种流量系数标定、流量计检定方法和标准流量装置”，主要申请保护一种流量系数标定方法，流量计检定方法和标准流量装置；中国台湾省优化水务股份有限公司黄佑仲的“智能型流量装置（CN201710735060.1）”，通过该流体流量的多频侦测及资料压缩，以减少电能消耗与数据储存资源的浪费；并针对某一时段内流体流量变化趋势做特定事件纪录；湖南山水节能科技股份有限公司张智勇的“加气调节流量装置（CN201410544925.2）”，他主要公开了一种流量调节装置，并未涉及流量的监测等方面内容；林德股份公司P・兰伯特的“流量装置（CN201380051629.2）”，主要涉及贮存压力流体的容器的流量装置。现有的关于流量监测的公开专利中，均是针对大流量管路的液体、气体流量监测，流量监测范围大多为0.1~10m³/h，误差范围相对室内试验来讲极大，且流量计的耐压承受较小，一般条件下处于0~55MPa范围内，在较高的流体压力条件下，流量计均会损坏失效。

综上所述，亟需一种高压高精度动态极低流量测量试验装置，进而有效解决室内水力压裂试验中对多孔压裂条件下的各孔的流量动态演化规律进行监测，进而提出相应的技术措施有效改善储层渗透性，进而提高储层油气资源的抽采率。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种高压高精度极低动态流量测量试验装置，解决在极高压力、极低流量/流速条件下无法精确地监测水力压裂试验中各压裂孔内的流量随时间动态演化规律的问题。用于检测试验装置的高压、极低流速条件下各压裂孔的注液流量随时间的动态演化规律。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。