本技術(shù)屬于天然氣開采領(lǐng)域，具體地說是一種頁巖氣藏壓裂水平井壓裂液返排模擬裝置。

背景技術(shù)：

1、在頁巖氣開采中，通常需要先打直井到幾千米的地下，再向水平方向鉆進數(shù)百米到上千米，然后采用大型水力壓裂技術(shù)。該技術(shù)通過向地下注入清水、陶制顆粒、化學(xué)物等混合成的壓裂液，以數(shù)十到上百兆帕的壓力，將蘊含天然氣氣流的巖層“撬開”，讓深藏于頁巖層中的頁巖氣得到釋放。當壓裂液完成壓裂任務(wù)后，其剩余物質(zhì)需要通過返排過程返回到地面。

2、現(xiàn)有中國專利cn216517974u，其公開了一種頁巖氣藏壓裂水平井壓裂液返排模擬裝置，包括：底座，底座的上端安置有注液筒，注液筒的一端連接有接管，接管與注液筒的連接處環(huán)設(shè)有密封墊片，接管的另一端連接有插頭，插頭的另一端連接有伸縮管，伸縮管的中部裝配有液泵，伸縮管遠離插頭的一端連接有混合液桶。該頁巖氣藏壓裂水平井壓裂液返排模擬裝置設(shè)置有副液腔，其用于模擬不同方位上產(chǎn)生的裂縫對壓裂液返流的影響，工作人員可以通過抽出封板開放單個或多個副液腔，探究多個裂縫對壓裂液返流的影響，增加可控的環(huán)境變量，提升該模擬裝置的模擬多樣性，使模擬結(jié)果更加有參考意義。

3、上述的返排模擬裝置其注液管和返液管采用兩條通道，其由于實際施工需要鉆孔配合注液管和返液管的放置，因此上述的返排模擬裝置在實際應(yīng)用時成本較高，同時現(xiàn)有的模擬裝置不便對巖縫數(shù)量進行控制，從而難以判斷出不同巖縫數(shù)量對壓裂液返排過程的影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種頁巖氣藏壓裂水平井壓裂液返排模擬裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中模擬裝置不便對巖縫數(shù)量進行控制等問題。

2、一種頁巖氣藏壓裂水平井壓裂液返排模擬裝置，包括：壓裂液注入機構(gòu)，包括壓裂液存儲回收組件，和所述壓裂液存儲回收組件固定相連的套管組件；模擬巖層機構(gòu)，包括和所述套管組件相互連接的模擬巖層組件，安裝于所述模擬巖層組件上的調(diào)節(jié)組件；壓裂液回收機構(gòu)，包括和所述壓裂液存儲回收組件相互連接的回收組件，和所述回收組件相連的回收箱組件。

3、優(yōu)選的，所述壓裂液存儲回收組件包括壓裂液存儲箱本體，所述壓裂液存儲箱本體外側(cè)的下端通過管道連接有高壓離心泵，所述高壓離心泵的一側(cè)固定連接有主管道，所述主管道的一側(cè)設(shè)置有分叉管，所述主管道的上側(cè)設(shè)置有閥門一，所述分叉管的上側(cè)設(shè)置有閥門二。

4、優(yōu)選的，所述套管組件包括套管本體，所述套管本體的一端固定連接有接頭一，所述套管本體的另一端固定連接有接頭二；所述回收組件包括回收管本體，所述回收管本體的一側(cè)固定連接有自吸泵，所述回收管本體的另一端固定連接有過濾箱；所述回收箱組件包括回收箱本體，所述回收箱本體外側(cè)的下端固定連接有導(dǎo)出管。

5、優(yōu)選的，所述閥門一位于高壓離心泵和分叉管之間的位置，所述接頭一和主管道固定相連，所述接頭二和模擬巖層組件固定相連；所述自吸泵的一側(cè)通過管道和分叉管相互連接，所述過濾箱的一側(cè)通過管道伸入回收箱本體內(nèi)。

6、優(yōu)選的，所述模擬巖層組件包括中空管道，所述中空管道的上側(cè)設(shè)置有壓力表，所述中空管道的內(nèi)部設(shè)置若干個分叉管，所述中空管道一側(cè)的下端固定連接有支撐架；所述調(diào)節(jié)組件包括連接桿、螺紋桿和電機，所述連接桿的一端固定連接有螺紋塊，所述連接桿的另一端固定連接有活塞，所述螺紋桿的一端固定連接有齒輪。

7、優(yōu)選的，所述螺紋桿通過軸承固定安裝于支撐架上，所述電機能驅(qū)動齒輪帶動螺紋桿轉(zhuǎn)動，所述螺紋桿轉(zhuǎn)動能驅(qū)動螺紋塊沿著支撐架滑動，所述活塞滑動卡嵌于中空管道的內(nèi)部。

8、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果：通過控制壓裂液存儲回收組件工作可將壓裂液通過套管組件注入模擬巖層組件內(nèi)，待模擬巖層組件的內(nèi)部達到一定壓力時停止壓裂液的注入，控制壓裂液存儲回收組件，并使得回收組件工作，回收組件工作可使得壓裂液能通過模擬巖層組件、套管組件和回收組件后進入回收箱組件內(nèi)，通過控制調(diào)節(jié)組件工作可使得模擬巖層組件的內(nèi)部大小發(fā)生變化，從而達到模擬不同巖縫數(shù)量的場景。

技術(shù)特征：

1.一種頁巖氣藏壓裂水平井壓裂液返排模擬裝置，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述一種頁巖氣藏壓裂水平井壓裂液返排模擬裝置，其特征在于，所述壓裂液存儲回收組件(11)包括壓裂液存儲箱本體(111)，所述壓裂液存儲箱本體(111)外側(cè)的下端通過管道連接有高壓離心泵(112)，所述高壓離心泵(112)的一側(cè)固定連接有主管道(113)，所述主管道(113)的一側(cè)設(shè)置有分叉管(114)，所述主管道(113)的上側(cè)設(shè)置有閥門一(115)，所述分叉管(114)的上側(cè)設(shè)置有閥門二(116)。

3.如權(quán)利要求2所述一種頁巖氣藏壓裂水平井壓裂液返排模擬裝置，其特征在于，所述套管組件(12)包括套管本體(121)，所述套管本體(121)的一端固定連接有接頭一(122)，所述套管本體(121)的另一端固定連接有接頭二(123)；所述回收組件(31)包括回收管本體(311)，所述回收管本體(311)的一側(cè)固定連接有自吸泵(312)，所述回收管本體(311)的另一端固定連接有過濾箱(313)；所述回收箱組件(32)包括回收箱本體(321)，所述回收箱本體(321)外側(cè)的下端固定連接有導(dǎo)出管(322)。

4.如權(quán)利要求3所述一種頁巖氣藏壓裂水平井壓裂液返排模擬裝置，其特征在于，所述閥門一(115)位于高壓離心泵(112)和分叉管(114)之間的位置，所述接頭一(122)和主管道(113)固定相連，所述接頭二(123)和模擬巖層組件(21)固定相連；所述自吸泵(312)的一側(cè)通過管道和分叉管(114)相互連接，所述過濾箱(313)的一側(cè)通過管道伸入回收箱本體(321)內(nèi)。

5.如權(quán)利要求3所述一種頁巖氣藏壓裂水平井壓裂液返排模擬裝置，其特征在于，所述模擬巖層組件(21)包括中空管道(211)，所述中空管道(211)的上側(cè)設(shè)置有壓力表，所述中空管道(211)的內(nèi)部設(shè)置若干個分叉管，所述中空管道(211)一側(cè)的下端固定連接有支撐架(212)；所述調(diào)節(jié)組件(22)包括連接桿(221)、螺紋桿(222)和電機(223)，所述連接桿(221)的一端固定連接有螺紋塊(224)，所述連接桿(221)的另一端固定連接有活塞(225)，所述螺紋桿(222)的一端固定連接有齒輪(226)。

6.如權(quán)利要求5所述一種頁巖氣藏壓裂水平井壓裂液返排模擬裝置，其特征在于，所述螺紋桿(222)通過軸承固定安裝于支撐架(212)上，所述電機(223)能驅(qū)動齒輪(226)帶動螺紋桿(222)轉(zhuǎn)動，所述螺紋桿(222)轉(zhuǎn)動能驅(qū)動螺紋塊(224)沿著支撐架(212)滑動，所述活塞(225)滑動卡嵌于中空管道(211)的內(nèi)部。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及天然氣開采領(lǐng)域，具體公開了一種頁巖氣藏壓裂水平井壓裂液返排模擬裝置，包括：壓裂液注入機構(gòu)，包括壓裂液存儲回收組件，和所述壓裂液存儲回收組件固定相連的套管組件；模擬巖層機構(gòu)，包括和所述套管組件相互連接的模擬巖層組件，安裝于所述模擬巖層組件上的調(diào)節(jié)組件；壓裂液回收機構(gòu)，包括和所述壓裂液存儲回收組件相互連接的回收組件，和所述回收組件相連的回收箱組件；本技術(shù)通過控制壓裂液存儲回收組件，并使得回收組件工作，回收組件工作可使得壓裂液能通過模擬巖層組件、套管組件和回收組件后進入回收箱組件內(nèi)，通過控制調(diào)節(jié)組件工作可使得模擬巖層組件的內(nèi)部大小發(fā)生變化，從而達到模擬不同巖縫數(shù)量的場景。

技術(shù)研發(fā)人員：周玉峰
受保護的技術(shù)使用者：東北石油大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240517
技術(shù)公布日：2025/1/9