裂縫起裂可視化實驗裝置

 一、概述：

裂縫起裂可視化實驗裝置主要是在實驗室條件下及三軸應力下，對天然露頭巖心、人造巖心及玻璃體等在注入流體壓力導致裂縫起裂并延伸，該裝能夠置能夠?qū)崿F(xiàn)各種應力條件下、各種巖石巖性特征的裂縫起裂和延伸過程的模擬，同時能夠?qū)ΣＡw在注入流體壓力后導致裂縫起裂和裂縫延伸的過程進行可視化攝像記錄。

裝置特點：

1、該裝置可以對天然露頭巖心、人造巖心及玻璃體等體積不超過300×300×300mm的模擬巖心進行裂縫起裂及延伸過程的模擬實驗；

2、能夠?qū)崿F(xiàn)對兩口井的同步壓裂及順序壓裂的裂縫起裂及延伸實驗；

3、能夠?qū)崿F(xiàn)叢式井的2-6口井的壓裂的裂縫干擾實驗；

4、能夠通過在大巖心周圍加載不同的應力差，實現(xiàn)不同應力差對裂縫起裂和延伸的影響和控制；

5、能夠在人造巖心的加工過程中通過調(diào)節(jié)配方，加工出不同巖石力學參數(shù)的巖心，進而可以實現(xiàn)不同巖石力學參數(shù)對巖石水壓裂縫起裂和延伸的影響和控制實驗；

6、能夠在人造巖心的加工過程中預置人造天然微裂縫，進而可以實現(xiàn)天然裂縫對巖石水壓裂縫起裂和延伸的影響和控制實驗；

7、裝置可實現(xiàn)二維（X、Y方向）方向可視，并可在三維方向安裝冷光源，裝置設計可以與有高速攝像機裝置配合，對透明巖心在水壓起裂裂縫的起裂和裂縫延伸過程進行可視化監(jiān)視。

二、 主要技術(shù)參數(shù)：

1、三軸加載應力（X、Y、Z方向）：大10MPa，應力差值大5MPa，可無調(diào)整應力值；

2、巖心實驗模型規(guī)格：300×300×300mm；

3、玻璃體中心誘導注入管線：φ6×1mm；

4、工作溫度：常溫；

5、壓裂用大流體壓力：65MPa；

6、壓裂用大流體排量：60mL/min；

三、裝置結(jié)構(gòu)組成：

裂縫起裂可視化實驗裝置主要由以下部分組成：注入泵、壓裂用人造巖心、壓裂組合箱體及壓裂活動壓塊、三軸應力加載及控制系統(tǒng)、冷光源系統(tǒng)、壓力測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、整體外框、人造巖心澆筑模具、操作臺等部分組成。

1、注入泵

采用恒速恒壓泵，該泵是仿ISCO泵，高壓力可達65MPa，大流量為60mL/min，壓力精度：0.1%，流量準確度：0.3%。

該泵具有以下特點：

（1）能夠長時間連續(xù)不斷的提供高精度的速度恒定的流體；

（2）能夠長時間連續(xù)不斷的提供高精度的壓力恒定的流體；

（3）用戶只需提供足夠的使用介質(zhì),儀器可自動安全運行,無需人工值守；

（4）儀器運行噪音小，操作簡單，維修容易；

（5）操作鍵盤和視屏均采用中文顯示。

2、壓裂用人造巖心注模

該模型規(guī)格300×300×300mm，模型中間設計壓裂用中心孔，可插入φ6×1mm管線。

3、立方體模型及注入密封設計

為實現(xiàn)對叢式井組的模擬，在立方形300×300×300mm巖心體上蓋板設計了9個預留孔眼，并設計有注入管匯的暗槽。

在該孔內(nèi)插入φ6×1mm的管線，并與上部壓蓋及玻璃體密封，注入管膠皮外徑為15mm，長度為30mm×2；金屬管外徑為14.5mm，長度為30mm。