[发明专利]一种缝高控制剂压力阻碍效果测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种缝高控制剂压力阻碍效果测试装置，其特征在于，所述测试装置包括进料管线、进料阀门、实验主机、底座、计算机、液压数据传输线、液压控制器、水箱、进液管线和进液阀门，所述实验主机放置在底座上且由前壁板、后壁板、左固定槽、右固定槽、进液口、进料口、液压传感器、固定螺栓和密封橡胶组成，所述的前壁板和后壁板通过固定螺栓与所述左固定槽和右固定槽固定连接形成实验主机内腔，多个所述液压传感器竖向布置在所述后壁板上且通过液压数据传输线与计算机连接，所述的计算机能够自动识别并录取不同高度处液压传感器的液压值，所述密封橡胶紧贴实验主机内腔上下左右四个面设置，所述水箱、进液管线、进液阀门和进液口依次连接，所述液压控制器连接在所述计算机与进液管线之间且所述计算机、液压控制器、进液管线、进液阀门和进液口依次连接，所述缝高控制剂通过进料口注入实验主机，所述压裂液通过进液口注入实验主机。

2.根据权利要求1所述的一种缝高控制剂压力阻碍效果测试装置，其特征在于：所述密封橡胶两侧紧贴所述前壁板和后壁板，且所述密封橡胶与实验主机内腔的左、右、上、下壁面紧贴。

3.根据权利要求1所述的一种缝高控制剂压力阻碍效果测试装置，其特征在于：多个所述液压传感器中的一个设置在后壁板的最底部作为基准液压传感器，其余液压传感器在基准液压传感器的上部进行加密布置。

4.根据权利要求1所述的一种缝高控制剂压力阻碍效果测试装置，其特征在于：根据需要模拟的裂缝的宽度、高度和长度，选择相匹配规格的左固定槽、右固定槽、前壁板和后壁板以及尺寸相匹配的密封橡胶。

5.根据权利要求1所述的一种缝高控制剂压力阻碍效果测试装置，其特征在于：所述进料口设置在实验主机的顶端，所述进液口设置在实验主机的下部侧壁上。

6.一种采用权利要求1-5之一所述的一种缝高控制剂压力阻碍效果测试装置的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括以下步骤：

步骤1、根据所要模拟的裂缝的尺寸，选择相匹配规格的左固定槽、右固定槽、前壁板、后壁板和密封橡胶，放置密封橡胶，采用固定螺栓将前壁板和后壁板与所述左固定槽和右固定槽固定连接，对所述测试装置整体进行组装固定，同时关闭进料阀门和进液阀门；

步骤2、计算实验所需的缝高控制剂的用量，在水箱中根据实验所需压裂液的密度与黏度进行精准配置；

步骤3、打开进料阀门通过进料管线将计算好的缝高控制剂装填到实验主机中，打开进液阀门通过将配备好的压裂液通过水箱注入实验主机中，注入完成后关闭进料阀门；

步骤4、通过液压控制器向实验主机中加压，并通过计算机实时监测位于后壁板最底部的液压传感器的压力值，待压力值达到实验所需压力条件时关闭进液阀门，同时关闭液压控制器；

步骤5、待实验主机内缝高控制剂与压裂液充分稳定后，通过计算机记录实验主机中不同高度的液压传感器的压力值，根据压力衰减梯度来对缝高控制剂的压力阻碍效果进行定量计算，综合评价在实验条件下缝高控制剂的压力阻碍效果；

步骤6、更换不同尺寸的左固定槽、右固定槽、前壁板、后壁板和密封橡胶，选用不同密度与黏度的压裂液以及改变缝高控制剂的用量和缝高控制剂的种类，重复步骤1-5，利用实验结果综合计算并评价不同种类的缝高控制剂的压力阻碍效果。

7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于：所述步骤2中缝高控制剂的用量通过前后壁板的长度、两壁板之间的距离以及预计的缝高控制剂形成的隔挡层高度进行体积计算得到。

8.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于：所述步骤5中缝高控制剂的压力阻碍效果的定量计算方法为，用压力衰减梯度来对缝高控制剂的压力阻碍效果进行定量计算，数学表达式为：

式中：ΔP为压力衰减梯度；P₀为缝高控制剂根部的孔隙压力；P顶为缝高控制剂顶部的孔隙压力；H为缝高控制剂的高度。