[发明专利]一种平面展布水力压裂裂缝扩展的模拟方法及装置

权利要求书

1.一种平面展布水力压裂裂缝扩展的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、首先将试件前后两表面用两块透明玻璃钢夹住，并拧紧加紧螺栓，用金属加载板夹紧试件上下表面，连接恒压恒流泵到试件中的不锈钢套管；

S2、打开恒压恒流泵向试件内部注入液体，并逐渐达到试件完全破裂，加载过程中，使用高速照相机获取试件表面散斑场的连续变化图片，并存储到计算机中；

S3、利用分析软件来获得载荷施加过程中，试件表面位移场和应变场的变化规律。

2.一种平面展布水力压裂裂缝扩展的模拟装置，其特征在于，包括两透明玻璃钢(2)、两金属加载板(5)和一恒压恒流泵(1)，试件(6)夹持在两透明玻璃钢(2)之间，两透明玻璃钢(2)通过加紧螺栓(9)相连，两金属加载板(5)夹紧试件(6)上下表面，恒压恒流泵(1)的出料端与不锈钢套管(7)的一端相连，不锈钢套管(7)的另一端预埋在试件(6)内，还包括一高速照相机(11)和一计算机(12)，所述高速照相机(11)获取试件表面散斑场(8)的连续变化图片，并存储到计算机(12)中，计算机(12)接收数据并通过分析软件完成试件表面位移场和应变场的变化规律分析。

3.如权利要求2所述的一种平面展布水力压裂裂缝扩展的模拟装置，其特征在于，所述试件(6)为长、宽、高为300mm×150mm×50mm的相似材料试件。

4.如权利要求2所述的一种平面展布水力压裂裂缝扩展的模拟装置，其特征在于，所述两金属加载板(5)通过两加紧螺杆(3)，两加紧螺杆(3)一端分别穿过金属加载板(5)连接有螺栓(4)。

5.如权利要求2所述的一种平面展布水力压裂裂缝扩展的模拟装置，其特征在于，所述试件(6)表面设有预制天然裂缝(10)。

6.如权利要求2所述的一种平面展布水力压裂裂缝扩展的模拟装置，其特征在于，所述试件(6)表面粘结有一层遇水溶解胶层。

7.如权利要求2所述的一种平面展布水力压裂裂缝扩展的模拟装置，其特征在于，所述试件(6)通过以下步骤制备所得：

步骤一、通过配比不同比例石膏相似材料，并根据尺寸进行试件模型的构建，同时完成不锈钢套管的埋设；

步骤二、在所得试件模型中使用钢丝锯切割不同角度和不同长度裂缝，并填充弱强度材料，完成天然裂缝的布置；

步骤三、在步骤二所得的试件表面涂抹一层遇水溶解胶水。

8.如权利要求7所述的一种平面展布水力压裂裂缝扩展的模拟装置，其特征在于，所述遇水溶解胶水的厚度为1-2mm。