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专利号: 2021100836668
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种组合式3D螺旋射孔模拟注入装置,其特征在于:这种组合式3D螺旋射孔模拟注入装置包括接头部件(1)、多个连接部件(2)、多个射孔部件(3)、尾部接头(4),接头部件(1)上端有注入孔,下端有连接孔;连接部件(2)、射孔部件(3)上端均有中心孔,中心孔外设置密封圈(5),下端均有连接孔;尾部接头(4)上端有中心孔,中心孔外设置密封圈(5),下端为封闭的,相邻两个射孔部件(3)通过下一个射孔部件(3)的密封圈(5)连接上一个射孔部件(3)的连接孔相连接,通过多个射孔部件(3)设置射孔相位角,接头部件(1)、多个连接部件(2)、多个射孔部件(3)、尾部接头(4)相互连通,且依次可拆卸连接形成组合式3D螺旋射孔模拟注入装置;射孔部件(3)包括本体、上盖、射孔球座和水溶性射孔(7),本体外壁具有球座孔,本体上端口内壁向内伸出3个螺栓连接块,每个螺栓连接块上设置螺栓孔,上盖具有3个螺栓孔,射孔球座设置于本体内,固定螺丝(8)穿过上盖上的螺栓孔和螺栓连接块上的螺栓孔后,将射孔球座顶固住,射孔球座设置入水口,入水口与射孔部件(3)上端的中心孔相通,水溶性射孔(7)为尖端封闭的锥形壳体,水溶性射孔(7)的根部插入从球座孔处祼露出来的射孔球座的孔洞中,水溶性射孔(7)采用PVA聚乙烯醇水溶性材料,由3D打印机制作。

2.根据权利要求1所述的组合式3D螺旋射孔模拟注入装置,其特征在于:所述的组合式

3D螺旋射孔模拟注入装置浇筑到人造岩芯后,通过注入孔注入蒸馏水将水溶性射孔(7)溶解,在人造岩芯内形成接近真实射孔条件的射孔孔洞。

3.根据权利要求2所述的组合式3D螺旋射孔模拟注入装置,其特征在于:所述的接头部件(1)与恒速恒压泵的注入管线连接,用于流体的注入。

4.根据权利要求3所述的组合式3D螺旋射孔模拟注入装置,其特征在于:所述的射孔部件(3)根据射孔方案安装不同角度的、不同孔数的射孔球座。

5.根据权利要求4所述的组合式3D螺旋射孔模拟注入装置,其特征在于:所述的射孔球座为单孔射孔球座(6)或三孔射孔球座(9),通过任意角度旋转射孔球座,来模拟不同的3D射孔情况。

6.根据权利要求5所述的组合式3D螺旋射孔模拟注入装置,其特征在于:所述的接头部件(1)、连接部件(2)、射孔部件(3)、尾部接头(4)均具有外螺纹。

7.一种权利要求6所述的组合式3D螺旋射孔模拟注入装置的模拟方法,其特征在于:(1)按设计好的试验方案,确定好接头部件(1)、连接部件(2)、射孔部件(3)、尾部接头(4)的数量以及3D射孔的角度;

(2)将接头部件(1)、连接部件(2)、射孔部件(3)、尾部接头(4)通过上端密封圈(5)和下端连接孔相互连接,完成组合式3D螺旋射孔模拟注入装置的组装;

(3)将组合式3D螺旋射孔模拟注入装置安装到人造岩芯模具中,浇筑水泥砂浆,完成人造岩芯的制备;

(4)向组合式3D螺旋射孔模拟注入装置中注入蒸馏水,将水溶性射孔(7)溶解,在人造岩芯内形成射孔孔洞;

(5)将包含组合式3D螺旋射孔模拟注入装置的人造岩芯放入试验机内,开始水力压裂模拟实验,模拟研究不同3D螺旋射孔条件下的裂缝起裂延伸特征。

8.根据权利要求7所述的组合式3D螺旋射孔模拟注入装置的模拟方法,其特征在于:(1)根据现场条件设计试验方案,设计相位角90°的8孔3D射孔的组合式3D螺旋射孔模拟注入装置,首先将射孔部件上的3个固定螺丝(8)拧开,按试验要求放入单孔射孔球座(6),并在单孔射孔球座(6)的孔洞内插入水溶性射孔(7),调整好水溶性射孔(7)的方向后拧紧固定螺丝(8),射孔部件(3)准备完成,同样完成8个射孔部件的组装工作;

(2)将射孔部件(3)上端的密封圈(5)卡入另一射孔部件(3)下端的孔洞中,如此完成8个射孔部件的首尾相连,旋转各射孔部件(3),使射孔相位角为90°;

(3)按照人造岩芯尺寸,确定连接部件的个数,并将所有连接部件依次连接起来,将最下面的连接部件(2)连接到最上面的射孔部件(3)上部,将接头部件(1)连接到最上面的连接部件(2)上,将尾部接头(4)连接到最下面的射孔部件(3)下,完成组合式3D螺旋射孔模拟注入装置的组装;

(4)在组合式3D螺旋射孔模拟注入装置的各部件接缝处均匀涂抹环氧树脂胶,增加注入装置的密封效果,随后安装到人造岩芯模具中,浇筑水泥砂浆,完成人造岩芯的制备;

(5)包含3D螺旋射孔模拟注入装置的人造岩芯养护完成后,将接头部件(1)和恒速恒压泵连接,向包含3D螺旋射孔模拟注入装置中注入蒸馏水,将水溶性射孔(7)溶解,再将人造岩芯倒置,接头部件(1)向下空出水溶性射孔(7)的溶解液;

(6)将包含3D螺旋射孔模拟注入装置的人造岩芯放入试验机内,开始水力压裂模拟实验,模拟研究不同3D螺旋射孔条件下的裂缝起裂延伸特征。