[发明专利]研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法

权利要求书

1.一种研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法，其特征在于：这种研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法：

第一步：通过支撑剂颗粒多级分形分选装置选取不同尺寸支撑剂颗粒筛网孔径，形成具有分形特征的支撑剂颗粒粒度分布，其中第一级支撑剂颗粒直径满足                                                ；第二级颗粒直径满足：；第三级颗粒直径满足：；为任意级分选支撑剂粒径，即选定的筛网孔径大小；为任意级颗粒直径小于的支撑剂颗粒的估计质量；支撑剂为分选的总质量；为任意级分选后的支撑剂平均粒径尺寸；为支撑剂分形维数；

第二步：将上述分选出的第一级支撑剂颗粒通过掺混系统配制压裂液；

第三步：将配制好的压裂液体系注入被测试件中，被测试件设置在被测试件测定系统中，通过变形测定系统获取变形信号，计算被测试件断裂壁面张开度；

第四步：间隔45分钟后，将第一步分选出的第二级支撑剂颗粒通过掺混系统配制压裂液，并将此压裂液继续注入上述被测试件中，重复第三步，计算第一级、第二级两种粒径的支撑剂二级压裂后岩体断裂开度；

第五步：间隔45分钟后，将第一步分选出的第三级支撑剂颗粒通过掺混系统配制压裂液，并将此压裂液继续注入上述被测试件中，重复第三步，计算大、中、小三种不同粒径支撑剂多级压裂后岩体断裂开度；

第六步：取下被测试件，通过断裂面自仿射观测系统得出断裂壁面特征参数计算试件断裂壁面的分形维数。

2.根据权利要求1所述的研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法，其特征在于：所述的支撑剂颗粒多级分形分选装置包括支撑剂颗粒装载容器（1）、多级分形分选震动筛（3）、分选颗粒容器（2），分选颗粒容器（2）内设置多级分形分选震动筛（3），支撑剂颗粒装载容器（1）通过管线与分选颗粒容器（2）连接，分选颗粒容器（2）连接设有多级出口（4），每级出口分别外接颗粒输送管线。

3.根据权利要求1或2所述的研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法，其特征在于：所述的掺混系统包括掺混容器（5）、自动搅拌器、压裂液容器（6）、过滤装置（8），自动搅拌器安装在掺混容器（5）中，压裂液容器（6）与掺混容器（5）通过管线连接，管线上安装过滤装置（8）。

4.根据权利要求3所述的研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法，其特征在于：所述的被压试件测定系统包括测试容器（24）、上覆外载控制系统、围压加载系统、变形测定系统，被测试件（9）安装在测试容器（24）中，压裂管柱（7）置于被测试件（9）的中心；被测试件（9）与测试容器（24）之间是环形的围压室（16），被测试件（9）上端是上覆外载加压腔，上覆外载加压腔被滑动活塞（13）分隔为上、下二个腔体；上覆外载控制系统连接到上覆外载加压腔的上腔体（12），围压加载系统连接到围压室（16）；变形测定系统由变形传感器（17）、信号转换器（18）和信号检测仪（19）组成，变形传感器（17）安装在被测试件（9）外表面。

5.根据权利要求4所述的研究多级压裂支撑剂分形粒度与岩体断裂特征参数的方法，其特征在于：所述的断裂面自仿射观测系统主要包括CCD摄像机（20）、体式显微镜（21）、显微镜观测架（22）、仿真成像计算系统（23），CCD摄像机（20）和体式显微镜（21）安装在显微镜观测架（22）上，仿真成像计算系统（23）与体式显微镜（21）连接。