[发明专利]一种高雷诺数滑溜水压裂液减阻机理测试装置及方法

权利要求书

1.一种高雷诺数滑溜水压裂液减阻机理测试装置，其特征在于，包括依次相连的储砂罐、输入泵一、混砂槽、输入泵二、文丘里管、测试管、固液分离器、输入泵三，所述输入泵一能够使所述储砂罐内的砂体匀速进入所述混砂槽内，所述混砂槽内设有搅拌装置，所述混砂槽与所述输入泵二之间的管路上设有阀门一，所述测试管采用透明玻璃制作而成，所述测试管与所述固液分离器之间设有流量计一；

所述测试管的输入端设有压力传感器一，所述测试管的输出端设有压力传感器二，所述测试管的顶部设有PIV测试系统，所述测试管的正面或背面设有CCD照相机；

所述输入泵三的输出端通过管路与三通的一个输入端相连；所述三通的一个输出端通过管路与所述混砂槽相连，且相连的管路上依次设有阀门二和流量计二；所述三通的另一个输出端通过管路与储液罐相连，且相连的管路上设有阀门三；所述储液罐的输出端通过管路与所述文丘里管的负取压口相连，且相连的管路上设有阀门四。

2.根据权利要求1所述的高雷诺数滑溜水压裂液减阻机理测试装置，其特征在于，所述输入泵一采用螺杆泵。

3.根据权利要求1所述的高雷诺数滑溜水压裂液减阻机理测试装置，其特征在于，所述输入泵二包括两个并联设置的离心泵，所述输入泵三采用离心泵。

4.根据权利要求1所述的高雷诺数滑溜水压裂液减阻机理测试装置，其特征在于，所述测试管设置在恒温水槽中，所述恒温水槽采用透明玻璃制作而成。

5.根据权利要求1所述的高雷诺数滑溜水压裂液减阻机理测试装置，其特征在于，所述阀门四与所述文丘里管之间设有向所述文丘里管方向流通的单向阀。

6.根据权利要求1所述的高雷诺数滑溜水压裂液减阻机理测试装置，其特征在于，所述阀门一采用球形阀，所述阀门二、阀门三、阀门四采用电动调节阀。

7.根据权利要求1所述的高雷诺数滑溜水压裂液减阻机理测试装置，其特征在于，所述流量计一和所述流量计二均采用涡轮流量计。

8.根据权利要求1所述的高雷诺数滑溜水压裂液减阻机理测试装置，其特征在于，所述测试管的内径为8mm，长度为3m。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的高雷诺数滑溜水压裂液减阻机理测试装置，其特征在于，所述压力传感器一、压力传感器二、流量计一、流量计二、PIV测试系统、CCD照相机分别与计算机相连。

10.一种高雷诺数滑溜水压裂液减阻机理测试方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任意一项所述的高雷诺数滑溜水压裂液减阻机理测试装置进行检测，包括以下步骤：

S1：打开搅拌装置，在混砂槽中配置含有示踪剂的滑溜水压裂液；

S2：打开阀门一、输入泵二、输入泵三、阀门二、阀门三、以及阀门四，使所述压裂液进行循环，在循环过程中通过控制阀门二和阀门三，使得储液罐中内液面保持恒定；

S3：开启PIV测试系统与CCD照相机，调节两者与测试管的位置，使得拍摄的流场信息清晰稳定；

S4：打开输入泵一，使砂体均匀进入混砂槽，进行高雷诺数滑溜水携砂摩阻测试；

S5：通过压力传感器一和压力传感器二获得测试管两端的压差，从而获得滑溜水压裂液的摩阻大小；

通过PIV测试获得的流场信息，获得测试管内的湍流强度、湍流耗散率、旋涡强度，从而获得滑溜水压裂液的减阻机理。