裂缝起裂可视化实验装置

 一、概述：

裂缝起裂可视化实验装置主要是在实验室条件下及三轴应力下，对天然露头岩心、人造岩心及玻璃体等在注入流体压力导致裂缝起裂并延伸，该装能够置能够实现各种应力条件下、各种岩石岩性特征的裂缝起裂和延伸过程的模拟，同时能够对玻璃体在注入流体压力后导致裂缝起裂和裂缝延伸的过程进行可视化摄像记录。

装置特点：

1、该装置可以对天然露头岩心、人造岩心及玻璃体等体积不超过300×300×300mm的模拟岩心进行裂缝起裂及延伸过程的模拟实验；

2、能够实现对两口井的同步压裂及顺序压裂的裂缝起裂及延伸实验；

3、能够实现丛式井的2-6口井的压裂的裂缝干扰实验；

4、能够通过在大岩心周围加载不同的应力差，实现不同应力差对裂缝起裂和延伸的影响和控制；

5、能够在人造岩心的加工过程中通过调节配方，加工出不同岩石力学参数的岩心，进而可以实现不同岩石力学参数对岩石水压裂缝起裂和延伸的影响和控制实验；

6、能够在人造岩心的加工过程中预置人造天然微裂缝，进而可以实现天然裂缝对岩石水压裂缝起裂和延伸的影响和控制实验；

7、装置可实现二维（X、Y方向）方向可视，并可在三维方向安装冷光源，装置设计可以与有高速摄像机装置配合，对透明岩心在水压起裂裂缝的起裂和裂缝延伸过程进行可视化监视。

二、 主要技术参数：

1、三轴加载应力（X、Y、Z方向）：大10MPa，应力差值大5MPa，可无调整应力值；

2、岩心实验模型规格：300×300×300mm；

3、玻璃体中心诱导注入管线：φ6×1mm；

4、工作温度：常温；

5、压裂用大流体压力：65MPa；

6、压裂用大流体排量：60mL/min；

三、装置结构组成：

裂缝起裂可视化实验装置主要由以下部分组成：注入泵、压裂用人造岩心、压裂组合箱体及压裂活动压块、三轴应力加载及控制系统、冷光源系统、压力测量系统、数据采集处理系统、整体外框、人造岩心浇筑模具、操作台等部分组成。

1、注入泵

采用恒速恒压泵，该泵是仿ISCO泵，高压力可达65MPa，大流量为60mL/min，压力精度：0.1%，流量准确度：0.3%。

该泵具有以下特点：

（1）能够长时间连续不断的提供高精度的速度恒定的流体；

（2）能够长时间连续不断的提供高精度的压力恒定的流体；

（3）用户只需提供足够的使用介质,仪器可自动安全运行,无需人工值守；

（4）仪器运行噪音小，操作简单，维修容易；

（5）操作键盘和视屏均采用中文显示。

2、压裂用人造岩心注模

该模型规格300×300×300mm，模型中间设计压裂用中心孔，可插入φ6×1mm管线。

3、立方体模型及注入密封设计

为实现对丛式井组的模拟，在立方形300×300×300mm岩心体上盖板设计了9个预留孔眼，并设计有注入管汇的暗槽。

在该孔内插入φ6×1mm的管线，并与上部压盖及玻璃体密封，注入管胶皮外径为15mm，长度为30mm×2；金属管外径为14.5mm，长度为30mm。