一种压裂剂煤层试验控湿控温装置

技术领域

本发明涉及煤层试验技术领域，具体是一种压裂剂煤层试验控湿控温装置。

背景技术

在对压裂剂进行试验检测时需要借助三轴模拟系统，从而模拟压裂试件的受力状态，进而模拟出压裂剂所压裂的性能，但是现有的检测装置并未涉及对于岩层的湿度和温度控制调节，并且即使对于温度的控制往往是整体的，无法进行分区域控制，尤其对于压裂试件内部温度的控制。

因此，有必要提供一种压裂剂煤层试验控湿控温装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种压裂剂煤层试验控湿控温装置，包括压裂模拟装置、第一管线、第二管线以及电磁组件，其中，所述压裂模拟装置中预置有压裂试件，所述压裂模拟装置的一侧设置有与压裂试件相连通的第一管线，所述压裂模拟装置的另一侧设置有与压裂试件相连通的第二管件，所述第一管线分别与控湿组件和压裂液罐相连，所述第二管件分别与真空器和计量罐相连，所述压裂试件中预置有铁质层，所述铁质层由电磁组件进行加热。

进一步，作为优选，所述压裂试件为煤屑逐层压制而成，在压制过程中向所述压裂试件中添加有铁屑，且多层铁屑能够构成铁质层。

进一步，作为优选，所述压裂试件中预置有多个铁质层，多个所述铁质层分布于压裂试件中心轴线的两侧。

进一步，作为优选，所述电磁组件包括轴座、丝杠、丝母座、安装座以及导电线圈，其中，所述压裂模拟装置上固定有对称设置的轴座，两个所述轴座之间转动连接有具有动力的丝杠，所述丝杠上传动连接有丝母座，所述丝母座限位滑动设置于限位滑槽中，所述限位滑槽开设于所述压裂模拟装置上，所述丝母座上还固定有安装座，所述安装座上固定有导电线圈，所述导电线圈上通入有电流。

进一步，作为优选，所述丝杠沿压裂试件的轴向延伸分布。

进一步，作为优选，所述压裂模拟装置包括环架、定位环以及柔性环，其中，所述环架的左右两侧均固定有定位环，左侧的定位环中固定有具有通孔的左端头，所述左端头与第一管线相连通，右侧的定位环中滑动连接有具有通孔的右端头，所述右端头与第二管线相连通，所述左端头与右端头之间套设有柔性环，所述左端头、右端头以及柔性环之间所构成的空间中放置所述压裂试件。

进一步，作为优选，所述柔性环与环架之间固定有多个分隔环，最左侧的分隔环与环架、左侧的定位环、柔性环之间构成第一控温空间，相邻两个分隔环与环架、柔性环之间构成第二控温空间，最右侧的分隔环与环架、右侧的定位环、柔性环之间构成第三控温空间，所述第一控温空间、第二控温空间、第三控温空间均分别采用管线与控温器相连。

进一步，作为优选，所述控湿组件包括文丘里管、瓦斯罐、收集罐以及喷雾头，其中，所述文丘里管的一侧连通于所述第一管线，另一侧与瓦斯罐相连通，所述文丘里管的中部与收集罐相连通，所述收集管中嵌入有喷雾头。

与现有技术相比，本发明提供了一种压裂剂煤层试验控湿控温装置，具备以下有益效果：

本发明实施例中，控湿组件能够实现对于压裂试件的湿度控制，而将铁质层预置于压裂试件中，并通过外部电磁组件进行加热能够实现对于压裂试件的中部位置的区域性控温，从而能够有效的验证区域性温度变化对于压裂剂压裂效果的影响；另外，在利用第一控温空间、第二控温空间、第三控温空间实现对于压裂试件外部区域化控温的同时，还能够额外获得对于压裂试件外部围压的区域性控制。

附图说明

图1为一种压裂剂煤层试验控湿控温装置的结构示意图；

图2为一种压裂剂煤层试验控湿控温装置中压裂模拟装置和电磁组件的结构示意图；

图中：1、第一管线；2、压裂模拟装置；3、文丘里管；4、瓦斯罐；5、收集罐；6、喷雾头；7、第二管线；8、电磁组件；9、铁质层；10、分隔环；11、控温器；12、真空器；13、压裂液罐；14、计量罐；21、环架；22、定位环；23、左端头；24、右端头；25、柔性环；81、轴座；82、丝杠；83、限位滑槽；84、丝母座；85、安装座；86、导电线圈。

具体实施方式

实施例：请参阅图1～2，本发明实施例中，一种压裂剂煤层试验控湿控温装置，包括压裂模拟装置2、第一管线1、第二管线7以及电磁组件8，其中，所述压裂模拟装置2中预置有压裂试件，所述压裂模拟装置2的一侧设置有与压裂试件相连通的第一管线1，所述压裂模拟装置2的另一侧设置有与压裂试件相连通的第二管件7，所述第一管线1分别与控湿组件和压裂液罐13相连，所述第二管件7分别与真空器12和计量罐14相连，所述压裂试件中预置有铁质层9，所述铁质层9由电磁组件8进行加热。

本实施例中，将铁质层9预置于压裂试件中，并通过外部电磁组件8进行加热能够实现对于压裂试件的中部位置的独立控温，也即，能够实现对于压裂试件的中部位置的区域性控温，从而能够有效的验证区域性温度变化对于压裂剂压裂效果的影响；

所述的电磁组件8包括轴座81、丝杠82、丝母座84、安装座85以及导电线圈86，其中，所述压裂模拟装置2上固定有对称设置的轴座81，两个所述轴座81之间转动连接有具有动力的丝杠82，所述丝杠82上传动连接有丝母座84，所述丝母座81限位滑动设置于限位滑槽83中，所述限位滑槽83开设于所述压裂模拟装置2上，所述丝母座84上还固定有安装座85，所述安装座85上固定有导电线圈86，所述导电线圈86上通入有电流。

另外，所述丝杠82沿压裂试件的轴向延伸分布。

需要解释的是，电流通过导电线圈后产生交变磁场，而磁力线在铁质层上产生涡流，涡流使得铁质层上的载流体高速无规则运动，载流子与原子互相碰撞、摩擦而产生热能。

本实施例中，所述压裂试件为煤屑逐层压制而成，在压制过程中向所述压裂试件中添加有铁屑，且多层铁屑能够构成铁质层9。

作为较佳的实施例，所述压裂试件中预置有多个铁质层9，多个所述铁质层9分布于压裂试件中心轴线的两侧。

利用多层铁屑构成的铁质层9能够最大限度的减小铁屑对于压裂试件的压裂影响；并且，多个所述铁质层9分布于压裂试件中心轴线的两侧，也能够进一步降低对于压裂液流动的影响，同时铁质层还能够与电磁组件相配合。

本实施例中，所述压裂模拟装置2包括环架21、定位环22以及柔性环25，其中，所述环架21的左右两侧均固定有定位环22，左侧的定位环22中固定有具有通孔的左端头23，所述左端头23与第一管线1相连通，右侧的定位环22中滑动连接有具有通孔的右端头24，右端头24可由外部伸缩件所驱动进行轴向滑动，从而与左端头相配合，实现对于压裂试件的轴压控制；

所述右端头2与第二管线相连通，所述左端头23与右端头24之间套设有柔性环25，所述左端头23、右端头24以及柔性环25之间所构成的空间中放置所述压裂试件。

为了实现对于压裂试件外部温度的区域性控制，所述柔性环25与环架21之间固定有多个分隔环10，最左侧的分隔环10与环架21、左侧的定位环22、柔性环之间构成第一控温空间，相邻两个分隔环10与环架21、柔性环之间构成第二控温空间，最右侧的分隔环10与环架21、右侧的定位环22、柔性环之间构成第三控温空间，所述第一控温空间、第二控温空间、第三控温空间均分别采用管线与控温器11相连。

实际上管线上还设置有泵体，用于向第一控温空间、第二控温空间、第三控温空间中泵入水体或泵出水体，从而压裂试件的围压。

另外，分隔环10应当选用隔热材质。

为了减小管线与导电线圈的影响，本实施例中可配置多个电磁组件8，从而实现互相让位；

由于设置了分隔环10，因此在利用第一控温空间、第二控温空间、第三控温空间实现对于压裂试件外部区域化控温的同时，还能够额外获得对于压裂试件外部围压的区域性控制。

为了实现对于压裂试件的湿度控制，所述控湿组件包括文丘里管3、瓦斯罐4、收集罐5以及喷雾头6，其中，所述文丘里管3的一侧连通于所述第一管线1，另一侧与瓦斯罐4相连通，所述文丘里管3的中部与收集罐5相连通，所述收集管5中嵌入有喷雾头6。

需要解释的是，本实施例中以文丘里管3作为湿度载入装置，其中，喷雾头6由外部水管进行供水，喷雾头6能够喷出雾状水体，雾状水体能够被文丘里管3所吸入从而均匀的与瓦斯气体混合，进而进入至压裂试件中，使得压裂试件吸附瓦斯气体的同时具有一定的湿度。

在具体实施时，首先在压裂模拟装置2中装入压裂试件，之后，利用外部伸缩件驱动右端头进行轴向滑动从而调节压裂试件的轴压，然后利用计量罐14和泵体控制压裂试件的围压，之后再利用真空器12对压裂试件进行抽真空处理，使得压裂试件中所吸附的气体脱离压裂试件，以便利用控湿组件向压裂试件中注入具有一定湿度的瓦斯气体，瓦斯气体附着于压裂试件后，利用压裂液罐13向压裂试件中注入压裂剂，从而使得压裂试件被压裂，并使得其中附着的瓦斯气体逸出并被计量罐14所收集，计量罐14在收集瓦斯的过程中能够进行瓦斯流量计量，便于验证该压裂剂的压裂效果。

在实施过程中，可利用电磁组件8和铁质层9对压裂试件的中部区域控温，也可利用第一控温空间、第二控温空间、第三控温空间实现对于压裂试件外部区域化控温；

当然，控湿组件、压裂液罐13、计量罐14以及真空器12上均设置有阀体、压力表、流量表等，在此不再赘述。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。