[发明专利]一种多分支缝的压裂液滤失装置及计算方法

权利要求书

1.一种多分支缝的压裂液滤失装置，其特征在于，包括配液加料装置、搅拌装置、滤失装置、液体回收装置，所述配液加料装置包括配液箱、加料箱、电泵、电子流量计、水管、阀门，所述水管串联配液箱、电泵、电子流量计，所述水管的端口设有阀门，所述加料箱的底部设有称重传感器，所述称重传感器下端设有出料口，所述出料口设有阀门，且出料口与所述水管的端口连接，所述配液加料装置与所述搅拌装置的左上方连接；

所述搅拌装置包括搅拌桶、搅拌电机、搅拌器，所述搅拌电机设置在所述搅拌桶上端中心位置，所述搅拌器包括搅拌棒、搅拌叶，所述搅拌叶多级分布在搅拌棒上，所述搅拌桶的底部设有出液口，所述出液口设有阀门，所述出液口连接滤失装置；

所述滤失装置包括主缝装置、分支缝装置、螺杆泵、电子流量计、压力表，所述滤失装置与所述搅拌桶的出液口之间串联设置螺杆泵、电子流量计、压力表，所述主缝装置包括钢化玻璃板、透明尼龙板、腔体、筛面、滤网、钢板边框，所述钢板边框设置于所述主缝装置四周，所述腔体包括上腔体、下腔体，所述腔体的内侧设有筛面、滤网，所述腔体与所述主缝装置的上下表面平行，所述钢板边框与所述上腔体之间设有钢化玻璃板，所述钢化玻璃板内侧设有透明尼龙板，所述上腔体与所述下腔体之间设有钢化玻璃板，所述钢化玻璃板内侧设有透明尼龙板，所述钢板边框与所述下腔体之间设有钢化玻璃板，所述钢化玻璃板内侧设有透明尼龙板，所述分支缝装置设置于所述主缝装置的两侧，且所述分支缝装置与所述主缝装置结构一致，所述主缝装置的后端设有主缝出液口，所述分支缝装置的后端设有分支缝出液口，所述腔体的外侧设有4个滤失出液口，所述滤失出液口串联设置电子流量计、压力表、阀门，所述滤失出液口与所述液体回收装置连接；

所述液体回收装置包括阀门、排液管、沉降罐，所述排液管的一端连接所述滤失出液口，另一端连接所述沉降罐，所述排液管与所述主缝出液口之间串联设有压力表、电子流量计、阀门，所述排液管与所述分支缝出液口之间串联设有压力表、电子流量计、阀门；

所述主缝装置与所述分支缝装置连接处采用钢条固定，且设有密封胶条；

所述钢板边框与所述钢化玻璃板、所述透明尼龙板的连接处设有密封圈。

2.根据权利要求1所述的一种多分支缝的压裂液滤失装置，其特征在于，所述主缝装置与所述分支缝装置的夹角设置为30°。

3.根据权利要求1所述的一种多分支缝的压裂液滤失装置，其特征在于，所述上腔体与所述滤失装置的上表面的钢板边框的距离等于所述上腔体与所述下腔体的距离等于所述下腔体与所述滤失装置的下表面的钢板边框的距离。

4.根据权利要求1所述的一种多分支缝的压裂液滤失装置，其特征在于，所述腔体长度为2.5m，高为3cm，宽度为1cm，所述腔体的外侧分别设有4个滤失出液口，且每个滤失出液口连接独立的电子流量计、压力表、阀门。

5.根据权利要求1所述的一种多分支缝的压裂液滤失装置，其特征在于，所述尼龙板的内侧面为粗糙面，且所述尼龙板的内侧面之间有一定间隙，用于模拟岩层裂缝。

6.根据权利要求1所述的一种多分支缝的压裂液滤失装置，其特征在于，所述主缝装置的上下表面的钢板边框的长度为2.5m，高为35cm，厚度为1cm，所述钢化玻璃板与之尺寸对应，有效模拟裂缝面长度为2.5m，高为30cm。

7.根据权利要求1所述的一种多分支缝的压裂液滤失装置，其特征在于，所述分支缝装置的上下表面的钢板边框长度为1.5m，高为35cm，厚度为1cm，所述钢化玻璃板与之尺寸对应，有效模拟分支缝面长度为1.5m，高为30cm。

8.一种如权利要求1-7中任意一项所述的多分支缝的压裂液滤失装置的计算方法，其特征在于，步骤如下：

S1、实验准备，检查各部件功能的完好性；

S2、根据现场施工排量、砂比、支撑剂参数，按照相同比例进行实验室配制，计算实验所需排量、压裂液体积、支撑剂用量；

S3、将配置好的压裂液从配液箱泵入搅拌桶，支撑剂从加料箱进入搅拌桶，开启搅拌电机进行充分搅拌；

S4、开启搅拌桶的底部阀门以及主缝出液口阀门、分支缝出液口阀门，启动螺杆泵，将混合好的压裂液泵入主缝装置中，打开滤失装置的腔体的滤失出液口处的阀门，混合液体通过排液管流入沉降罐；

S5当主缝稳定后，关闭螺杆泵，通过摄像机拍摄支撑剂运移、铺置过程以及缝内压裂液滤失过程；启动电泵，从配液箱泵入清水对装置进行清洗，记录模拟时间和各裂缝滤液区流量计读数，通过下式计算滤失速度：

式中：V-滤失体积，m³；t-滤失时间，min；ω-不锈钢扁状腔体高度，m；l-不锈钢扁状腔体长度，m；ν-滤失速度，m³/min。