[发明专利]岩石压裂物理模拟系统及试验方法

权利要求书

1.一种岩石压裂物理模拟系统，其特征在于：包括

主体框架；

岩样室，设置在所述主体框架上，所述岩样室具有用于容置待测岩样的密封腔；

轴向加压装置，位于所述岩样室下方用于对待测岩样施加轴向压力，所述轴向加压装置设有第一压力传感器；

径向加压装置，设置在所述主体框架上用于对待测岩样施加径向压力，所述径向加压装置上设有第二压力传感器；

环状围压装置，用于与所述径向加压装置连接并对待测岩样施加周向压力；

流体输送装置，用于向岩样室内注入试验流体；

所述环状围压装置包括设于所述密封腔环周的立式环状承压板和嵌设在所述立式环状承压板与所述密封腔侧壁之间的承压钢珠；

所述立式环状承压板包括至少一组间隔环状分布的第一立式环状承压板和第二立式环状承压板，所述第一立式环状承压板与所述第二立式环状承压板通过链环连接，所述第一立式环状承压板与所述第二立式环状承压板的连接处设有间隙。

2.如权利要求1所述的岩石压裂物理模拟系统，其特征在于：还包括设于所述密封腔外部的用于给待测岩样加热的加热管以及罩设在所述加热管外部的用于保护所述加热管的挡板，所述挡板设于所述密封腔侧壁与所述立式环状承压板之间且嵌入所述承压钢珠中间，所述立式环状承压板外围设有密封的保温防护壳体。

3.如权利要求2所述的岩石压裂物理模拟系统，其特征在于：所述密封腔上方设有用于使压裂液注入的开孔，所述密封腔上方法兰连接有压裂观察窗，所述密封腔下方依次设有用于放置待测岩样的岩样软垫、用于驱动并压裂待测岩样的压裂活塞，所述轴向加压装置与所述压裂活塞固定连接。

4.如权利要求3所述的岩石压裂物理模拟系统，其特征在于：所述径向加压装置包括多个用于向待测岩样施加径向压力的径向液压千斤顶，每个所述径向液压千斤顶通过斜楔机构与所述立式环状承压板连接，所述轴向加压装置包括轴向液压千斤顶，所述第一压力传感器位于所述轴向液压千斤顶与所述压裂活塞之间。

5.如权利要求3或4所述的岩石压裂物理模拟系统，其特征在于：所述流体输送装置包括用于向岩样室泵送流体的泵压装置、用于储存流体的储存罐以及流体管路，所述流体管路上设有用于控制注入所述岩样室的流体压力的增压器和用于监测注入所述岩样室的流体流量的流量计，所述泵压装置与所述岩样室之间设有用于防止流体倒流的单向阀。

6.如权利要求5所述的岩石压裂物理模拟系统，其特征在于：所述储存罐用于存储压裂液以及用于将破碎的岩石重新固结的环氧树脂，所述储存罐外设有用于使所述环氧树脂保持液体状态的保温装置，所述储存罐内还设有搅拌装置。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的岩石压裂物理模拟系统的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

将待测岩样置于密闭的岩样室内部；

对待测岩样施加轴向压力，至目标压力后，施加环周围压至目标压力值，实时监测待测岩样的轴向压力和环周围压；

压力稳定不变后向密闭的岩样室注入压裂液直至岩石压裂，实时监测并记录压裂液压力和流量，获取岩石的压裂施工曲线和压裂阶段；

排出压裂液，注入液态环氧树脂，等待至破碎岩石固结；

扫描固结的岩石的压裂裂缝，获取岩石的压裂裂缝规律。

8.如权利要求7所述的试验方法，其特征在于，还包括：将待测岩样置于密闭的岩样室内部后，加热待测岩样，至目标温度；

对待测岩样进行裂缝预处理，所述裂缝预处理包括在待测岩样上制作用于压裂液灌入的盲孔，并在所述盲孔侧壁上制作射孔，然后再将待测岩样置于密闭的岩样室内部；

在注入液态环氧树脂之前打开用于盛放环氧树脂的储存罐中的保温装置和搅拌装置，保障所述环氧树脂处于液体状态。