[发明专利]基于流场测试的压裂液缝内减阻性能测试装置及方法

权利要求书

1.一种基于流场测试的压裂液缝内减阻性能测试装置，其特征在于，包括：

配液罐，其用于配制含示踪粒子的压裂液或清水；

可视化裂缝平板装置，其包括多块彼此串联连通的可视化裂缝平板及m个测试区域；其中，每块可视化裂缝平板设有至少一个测试区域，m为正整数；

驱动泵，其入口与配液罐连通，其出口与可视化裂缝平板装置的入口连通，其用于驱动压裂液或清水以实验室排量Q_i在可视化裂缝平板装置内流动；其中，i＝1、2、3、4、……、p，p表示实验室排量的数量，p为正整数；

激光发射器，其发射的激光由第j测试区域的裂缝顶部射入可视化裂缝平板装置中，照亮第j测试区域内的流场；其中，j＝1、2、3、4、……、m；

相机，其用于获取n组在Q_i下第j测试区域内压裂液中示踪粒子移动的第一示踪粒子运动图像组，每组第一示踪粒子运动图像组均包括两幅第一示踪粒子运动图像；其用于获取n组在Q_i下第j测试区域内清水中示踪粒子移动的第二示踪粒子运动图像组，每组第二示踪粒子运动图像组均包括两幅第二示踪粒子运动图像；其中，n为同一测试区域内同一实验室排量的情况下获取第一示踪粒子运动图像组或第二示踪粒子运动图像组的组数，n为正整数；在Q_i下第j测试区域内压裂液中示踪粒子移动的第t组第一示踪粒子运动图像组记为P(i,j,t)，在Q_i下第j测试区域内清水中示踪粒子移动的第t组第二示踪粒子运动图像组记为R(i,j,t)，t＝1、2、3、4、……、n；

处理单元，其用于将每幅第一示踪粒子运动图像、第二示踪粒子运动图像均分别划分成q个查询区域，其中，q为正整数；其用于基于P(i,j,t)，对应计算得到在Q_i下第j测试区域的第k查询区域内压裂液的第t个第一速度场数据U(i,j,k,t)；其用于基于R(i,j,t)，对应计算得到在Q_i下第j测试区域的第k查询区域内的清水的第t个第二速度场数据V(i,j,k,t)；其用于基于U(i,j,k,t)，对应计算得到在Q_i下第j测试区域的第k查询区域内压裂液的第t个第一涡量场数据W(i,j,k,t)；其用于基于V(i,j,k,t)，对应计算得到在Q_i下第j测试区域的第k查询区域内清水的第t个第二涡量场数据X(i,j,k,t)；其用于对在Q_i下第j测试区域的第k查询区域内压裂液的全部第一涡量场数据W(i,j,k,t)求算术平均值，对应得到在Q_i下第j测试区域的第k查询区域内压裂液的第一平均涡量场数据S(i,j,k)；其用于对在Q_i下第j测试区域的第k查询区域内清水的全部第二涡量场数据X(i,j,k,t)求算术平均值，对应得到在Q_i下第j测试区域的第k查询区域内清水的第二平均涡量场数据T(i,j,k)；其用于将在Q_i下第j测试区域的全部查询区域内压裂液的第一平均涡量场数据S(i,j,k)与在Q_i下第j测试区域的全部查询区域内清水的第二平均涡量场数据T(i,j,k)进行对比，计算得到在Q_i下第j测试区域内压裂液的降阻率D(i,j)，其中，所得的在Q_i下第j测试区域内压裂液的降阻率共计p×m个；其用于对p×m个降阻率求算术平均值，得到压裂液的计算降阻率D；其中，k＝1、2、3、4、……、q。

2.根据权利要求1所述基于流场测试的压裂液缝内减阻性能测试装置，其特征在于，所述实验室排量Q_i通过式(1)计算得到；

式(1)中，Q_i的单位为L/min；v_f为现场排量，单位为立方米/分钟；h_f为人工裂缝高度，单位为米；w_f为人工裂缝宽度，单位为mm；h_e为可视化裂缝平板装置的高度，单位为米；w_e为可视化裂缝平板间的宽度，单位为mm。