[发明专利]一种冲蚀实验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油压裂支撑剂性能评价技术领域，尤其涉及一种对石油油井压裂工艺所使用的支撑剂的低摩阻性能进行检测的冲蚀实验装置及方法，可以对支撑剂泵入过程时的管路冲蚀情况及自身冲蚀破碎率等性能进行检测。

背景技术

传统的低摩阻通常是认为压裂液起主要作用，且建有相应的压裂液低摩阻评价装置。但树脂覆膜支撑剂的应用表明，其在降低石油高压管汇的磨损、保持较低的注入裂缝时的破碎率方面有着明显优势；树脂覆膜作为降低摩阻的一种手段已广被油田行业认可。

在实际的油气田生产中，压裂车组以极高的速度将支撑剂和压裂液混合物经管道注入地层，高压曲折的管路中支撑剂对管路的磨损很大，而支撑剂本身的破碎率也大大提高；特别是近年来，水平井、大位移井等的应用发展，支撑剂对管汇的冲蚀现象已十分突出，因而对支撑剂低摩阻的性能要求越来越高。

具有低摩阻性能的支撑剂，一方面可以降低其在泵入过程中对管道的冲蚀磨损，另一方面也可以保持较低的进入裂缝的支撑剂破碎率，起到真正支撑地层的效果。遗憾的是，至今为止，尚未存在相应的专门针对支撑剂的低摩阻性能进行检测的设备及方法；而行标SY/T5108-2006中关于破碎率的测试也仅仅模拟支撑剂进入地层后承受闭合压力时的破碎情况，对支撑剂从混砂车泵入地层裂缝期间可能造成的破碎并未考虑。

因此，针对以上不足，本发明提供了一种对石油油井压裂工艺所使用的支撑剂的低摩阻性能进行检测的冲蚀实验装置及方法。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现在技术中没有专门针对支撑剂的低摩阻性能进行检测的设备及方法；关于破碎率的测试也仅仅是模拟支撑剂进入地层后承受闭合压力时的破碎情况，对支撑剂从混砂车泵入地层裂缝期间可能造成的破碎并未考虑的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种冲蚀实验装置，该冲蚀实验装置包括：

搅拌单元，用于存储和搅拌压裂液和支撑剂；

冲蚀单元，包括标靶及冲蚀槽，所述标靶位于冲蚀槽的内部；

循环单元，包括输送管路，所述输送管路用于将所述搅拌单元中的压裂液和支撑剂输送到所述冲蚀单元，其进液端与搅拌单元连接、喷液端与冲蚀单元的标靶对应设置，且标靶与喷液端的夹角可调节，在所述输送管路上设有第一泵体，所述第一泵体与喷液端之间的管道为透明管道，在所述透明管道上设有第一弯头及流量计，所述喷液端还连接有可拆卸的变径。

进一步地，所述循环单元还包括回收管路，所述回收管路用于将所述冲蚀单元中的压裂液和支撑剂输送回所述搅拌单元中，在所述回收管路上设有第二泵体。

进一步地，在回收管路上靠近所述搅拌单元的一端还设有第二弯头。

进一步地，所述搅拌单元包括搅拌器、搅拌杆及储液槽，所述搅拌器位于储液槽的上方，所述搅拌杆位于储液槽内、且搅拌杆上还设有搅拌叶片，所述搅拌器与搅拌杆的一端连接。

进一步地，在所述搅拌杆的另一端还连接有扶正器。

进一步地，所述冲蚀槽为一面开口的方形盒体，在其相对的两个侧板上同轴设置有孔，通过所述孔安装有角度调节器。

进一步地，所述角度调节器包括角度调节轴及调节齿轮，所述角度调节轴穿设于所述冲蚀槽上相对的两个侧板同轴设置的孔中，在所述角度调节轴的一端且位于冲蚀槽的外部固定连接有调节齿轮，所述调节齿轮通过卡块固定，所述标靶固定于所述角度调节轴的中部。

本发明还提供了一种冲蚀实验方法，该方法包括如下步骤：

S1、在搅拌单元中加入压裂液和支撑剂，且将压裂液和支撑剂搅拌均匀；

S2、第一泵体开始工作，经过预设时间后，测定管道内部磨损情况及支撑剂自身破损情况，通过透明管道动态测定压裂液携砂能力及压裂液和支撑剂的动态悬浮性能，通过流量计测定压裂液和支撑剂的动能损失，测定标靶的磨损情况；

S3、调节标靶的角度和/或更换尺寸不同的变径，重复步骤S1和S2；

S4、更换不同的压裂液和/或支撑剂，重复步骤S1-S3。

（三）有益效果