[发明专利]页岩油储层真三轴密切割压裂物理模拟装置和方法

权利要求书

1.一种页岩油储层真三轴密切割压裂物理模拟装置，其特征在于，所述页岩油储层真三轴密切割压裂物理模拟装置包括用于固定在内壁上形成有射孔簇(01)的孔眼(02)中的固定部(1)和安装在所述固定部(1)内部的活动部(2)，所述固定部(1)包括外井筒(11)和沿述外井筒(11)的外周轴向间隔布置以固定所述固定部(1)的多个环状结构(12)，两个相邻所述环状结构(12)之间形成用于连通射孔簇(01)的第一空间(13)使得所述第一空间(13)和射孔簇(01)形成密闭的空间；所述页岩油储层真三轴密切割压裂物理模拟装置内部形成有穿过所述固定部(1)向所述第一空间(13)输送压裂液的第一流道(3)，所述活动部(2)在所述固定部(1)中沿设定轨迹运动以控制所述第一流道(3)的通断和所述第一流道(3)的出口位置。

2.根据权利要求1所述页岩油储层真三轴密切割压裂物理模拟装置，其特征在于，所述活动部(2)包括中孔的内井筒(21)，所述内井筒(21)上设置多个第一喷孔(211)，所述外井筒(11)壁上设置多个第二喷孔(111)，所述第二喷孔(111)为所述第一流道(3)的出口，所述第一喷孔(211)处于所述第一流道(3)中，所述第一流道(3)从所述内井筒(21)的中空部位穿过，通过控制多个所述第一喷孔(211)中的至少一个和多个所述第二喷孔(111)中对应个数的所述第二喷孔(111)通断实现控制所述第一流道(3)通断。

3.根据权利要求2所述页岩油储层真三轴密切割压裂物理模拟装置，其特征在于，所述固定部(1)包括覆盖在所述外井筒(11)的上端开口处的顶盖(14)和覆盖在所述外井筒(11)下端开口的底座(15)，所述底座(15)和所述外井筒(11)之间、所述顶盖(14)和所述外井筒(11)之间密闭连接，所述顶盖(14)上形成有用于连接压裂液源的压裂液进口(141)，所述压裂液进口(141)为所述第一流道(3)的进口。

4.根据权利要求3所述页岩油储层真三轴密切割压裂物理模拟装置，其特征在于，所述外井筒(11)的内壁上形成有沿所述设定轨迹延伸的导向槽(112)，所述导向槽(112)包括相互连接的上升段(1121)和下降段(1122)，所述活动部(2)在驱动力的作用下沿所述上升段(1121)螺旋上升并在复位力的作用下沿所述下降段(1122)螺旋下降。

5.根据权利要求4所述页岩油储层真三轴密切割压裂物理模拟装置，其特征在于，所述上升段(1121)的下端和所述下降段(1122)的下端在周向间隔角度为α，α＝360°/m*n，其中，n为所述第一空间(13)的总个数，m为用于同时连通所述压裂液的所述第一空间(13)的个数。

6.根据权利要求4所述页岩油储层真三轴密切割压裂物理模拟装置，其特征在于，所述页岩油储层真三轴密切割压裂物理模拟装置采用压力流体提供所述驱动力，和/或，采用设置在所述内井筒(21)和所述顶盖(14)之间的弹簧(22)提供所述复位力。

7.根据权利要求4所述页岩油储层真三轴密切割压裂物理模拟装置，其特征在于，所述活动部(2)内形成有沿轴向贯通所述活动部(2)的第二流道(23)，所述顶盖(14)上形成有流体进口(142)，所述活动部(2)包括封堵在所述内井筒(21)的下端的导向底盘(24)，所述导向底盘(24)上形成有流体出口(241)和与所述导向槽(112)匹配使用的导向块(242)所述第二流道(23)的两端开口分别为所述流体进口(142)和所述流体出口(241)，所述导向底盘(24)和所述外井筒(11)及所述底座(15)之间形成连通所述第二流道(23)的压力流体容纳腔(4)以通过填充或排放所述压力流体控制所述活动部(2)沿所述导向槽(112)运行。

8.根据权利要求1所述页岩油储层真三轴密切割压裂物理模拟装置，其特征在于，多个所述环状结构(12)中位于中部位置者包括两个沿轴向间隔布置的所述弹性封隔圈(121)，两个所述弹性封隔圈(121)之间形成用于充填密封胶(123)的第二空间(122)。