[发明专利]一种预应力下支撑剂裂隙渗流模拟试验装置

说明书

本发明公开了一种预应力下支撑剂裂隙渗流模拟试验装置，包括注入组件、裂隙组件和固定组件，所述注入组件用于将带有支撑剂的压裂液注入到裂隙组件内，所述固定组件不仅能实现裂隙组件的支撑固定，还能调整裂隙组件的倾斜角度；所述裂隙组件包括上下相对设置的上裂隙板和下裂隙板，所述上裂隙板和下裂隙板的左端前后延伸设置有用于支撑剂注入的缺口，所述上裂隙板能上下移动，且在上裂隙板上加载有来自固定组件的预应力，所述下裂隙板能左右移动，且在下裂隙板上加载有来着固定组件的切应力。不仅能模拟带有支撑剂的压裂液在移动时裂隙的应力变化，还能实现不同裂隙倾角的模拟，从而能真实地模拟带有支撑剂的压裂液在裂隙中渗流的情况。

技术领域

本发明属于裂隙岩体渗流技术领域，具体涉及一种预应力下支撑剂裂隙渗流模拟试验装置。

背景技术

在石油、天然气、低煤层气渗透油气井开采过程中，常通过水力压裂的方式实现岩体的增透增渗，同时会在压裂液中添加支撑剂以防止裂隙闭合。为提高开采效率，需要对带有支撑剂的溶液在裂隙中的移动进行研究。现有技术中，用于模拟带有支撑剂的压裂液在裂隙中移动的装置，多集中在研究固定裂隙开度，且开度与地面垂直条件下的支撑剂移动情况，但是在实际中，裂隙的开度并非固定，且裂隙面倾角也会随着应力场的变化而发生变化。

发明内容

本发明拟提供一种预应力下支撑剂裂隙渗流模拟试验装置，不仅能模拟带有支撑剂的压裂液在移动时裂隙的应力变化，还能实现不同裂隙倾角的模拟，从而能真实地模拟带有支撑剂的压裂液在裂隙中渗流的情况。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种预应力下支撑剂裂隙渗流模拟试验装置，包括注入组件、裂隙组件和固定组件，所述注入组件用于将带有支撑剂的压裂液注入到裂隙组件内，所述裂隙组件用于模拟带有裂隙的岩体在注入液体后的反应，所述固定组件不仅能实现裂隙组件的支撑固定，还能调整裂隙组件的倾斜角度；所述裂隙组件包括上下相对设置的上裂隙板和下裂隙板，所述上裂隙板和下裂隙板的左端前后延伸设置有用于支撑剂注入的缺口，所述上裂隙板能上下移动，且在上裂隙板上加载有来自固定组件的预应力，所述下裂隙板能左右移动，且在下裂隙板上加载有来着固定组件的切应力。

作为上述方案的优选，所述固定组件包括设置在下裂隙板下方的下承压板，所述下承压板的下方设置有高度可调的支撑组件，所述下承压板的上方通过支撑螺栓设置有上承压板，所述上承压板位于上裂隙板的上方，且上承压板与上裂隙板之间设置有若干预应力弹簧，所述下承压板的右侧设置有一排能抵在上裂隙板右侧面上的抵紧螺栓，所述下承压板的右侧还设置有用于实现下裂隙板向右移动时切应力模拟的切力组件。

进一步优选，所述切力组件包括切力弹簧，所述切力弹簧的一端抵在下裂隙板的右侧面上，所述切力弹簧的另一端套在位于下承压板与下裂隙板之间的导向柱上，且导向柱与下裂隙板之间留有距离。

进一步优选，所述支撑组件包括设置在下承压板与地面之间且呈矩形分布的四根支撑杆，所述支撑杆包括固定套管，所述固定套管内设置有能在固定套管内上下移动的伸缩棒，所述伸缩棒外设置有紧固套管，所述紧固套管的下端设置有内螺纹，所述固定套管的上端外侧设置有与内螺纹相匹配的外螺纹，所述紧固套管与伸缩棒之间设置有橡胶管，所述橡胶管上端与紧固套管的上端之间设置有垫片，当将紧固套管拧紧在固定套管上时，会挤压橡胶管，从而实现伸缩棒的长度固定。

进一步优选，所述下承压板为矩形板，所述支撑杆设置在下承压板的四个拐角处，所述支撑杆的上下两端均设置有两个相对设置的夹头，所述夹头内设置有球状凹槽，位于下端的两个球状凹槽内夹紧有固定在地面上的球头螺栓，位于上端的两个球状凹槽内夹紧有能固定在下承压板拐角处的球头夹紧件。