[发明专利]用于压裂试验的射孔加工系统

说明书

本发明属于非常规油气开采模拟技术领域，具体涉及一种用于压裂试验的射孔加工系统，旨在解决现有技术中模拟实验中试样与真实岩心试样实验结果差异大，实验可信度低的问题。本发明提供的系统，包括本体结构件、钻杆推进装置，本体结构件用于调整样品和钻杆推进装置彼此的姿态，钻杆推进装置配合导向管驱动柔性钻杆伸入样品的预制孔内部进行多方位、多深度、多姿态的射孔加工。本发明的系统使用岩石样品进行射孔加工，能够高效、快捷的完成实验，并保证实验数据的真实性、可靠性。

技术领域

本发明属于非常规油气开采模拟技术领域，具体涉及一种用 于压裂试验的射孔加工系统。

背景技术

随着油气资源需求的增长和勘探开发的不断深入，非常规油 气储层的经济开发成为国家能源战略的一个重要组成部分，非常规气藏 勘探开发绝大部分采用水平井工程技术以实现稳产、长寿命的目的。

压裂改造是非常规油气勘探开发的一项必要技术手段，目的 使储层形成网状缝充分沟通油气，达到油气井开发效果最优化，分簇射孔 成为配套压裂改造射孔完井的一项首选工艺。但在水平井钻探过程中，需 要根据模拟实验获取岩石内部的裂缝转向规律进行实际钻探。

为了取得更好的油气井开发效果，通常采用模拟实验的方式 对试验岩石样品进行射孔加工，并观察其压裂后的裂缝转向规律，以便于 模拟真实的压裂场景，为后续真实开采提供数据基础。真三轴水力压裂模 拟实验可以模拟油田水力压裂过程，将流体通过高压泵组注入试样中预 制的模拟井筒，随着流体的持续注入，井筒内压力升高，当压力超过岩石 的加载应力和抗张强度时，发生破裂并继续扩展。真三轴水力压裂模拟实 验是研究水力裂缝起裂和扩展规律的有效手段。

现有技术中的模拟实验通常采用水泥浇铸成型并养护后，得 到定面射孔岩石试样，其与采用真实岩心试样相比物理力学性质差异较 大，实验结果不理想，实验可信度低。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中 模拟实验中试样与真实岩心试样实验结果差异大，实验可信度低的问 题，本发明提供一种用于压裂试验的射孔加工系统，包括本体结构件、 钻杆推进装置；所述本体结构件包括第一固定机构和第二固定机构，所 述第一固定机构用于固定岩石样品，所述第二固定机构用于固定钻杆推 进装置；

柔性钻杆穿设于所述钻杆推进装置且具有延伸出所述钻杆 推进装置外部的延伸端，所述延伸端设置有钻头；

所述钻杆推进装置包括驱动装置和夹持机构，所述夹持机 构包括夹紧套和滚柱组件，所述夹紧套与所述驱动装置的输出端连接， 所述夹紧套套设于所述滚柱组件外侧，并能够在所述驱动装置的驱动下 相对于所述滚柱组件转动；

所述滚柱组件包括由至少两个沿周向均匀设置的滚柱构成 的筒状结构，所述夹紧套内表面沿径向向内凸起形成滑动转动部，所述 夹紧套旋转时，所述滑动转动部与所述滚柱转动配合，以使所述筒状结 构处于压缩状态/自由状态，以夹持/释放柔性钻杆；

所述本体结构件还包括动力装置，所述动力装置用于驱动 所述第一固定机构/所述第二固定机构相对于所述第二固定机构/所述第 一固定机构转动和/或升降；

在工作状态下，柔性钻杆的延伸端能够在所述驱动装置的 驱动下沿轴向活动穿设于所述筒状结构的轴心并伸入到岩石样品的预制 孔内，并通过所述钻头加工射孔。

在一些优选技术方案中，所述转动配合包括：所述夹紧套 在所述驱动装置的驱动下旋转，使得所述滑动转动部与所述滚柱接触， 或陷入相邻所述滚柱之间的间隙与所述滚柱分离，所述滑动转动部与所 述滚柱接触时，所述滚柱能够在所述滑动转动部压力的作用下沿径向向 内挤压，以夹持柔性钻杆。