一種壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置，屬于油氣田開發(fā)研究 設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 常規(guī)水力壓裂過程中，所采用支撐劑的強(qiáng)度決定支撐劑填充層的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及其 在生產(chǎn)過程中的導(dǎo)流能力，而支撐劑強(qiáng)度常與支撐劑密度呈對(duì)應(yīng)關(guān)系，即支撐劑密度越大 其強(qiáng)度越大。在閉合壓力較大的深地層，采用低密度支撐劑會(huì)導(dǎo)致支撐劑破碎程度大，極大 影響填充層的導(dǎo)流能力；在閉合壓力較小的淺地層，采用高密度支撐劑會(huì)導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。 因此選擇合適密度的支撐劑是壓裂施工中極其重要的一步。
[0003] 目前，在壓裂施工現(xiàn)場中所使用的支撐劑均采用范圍分類法將支撐劑分為低密 度、中密度和高密度支撐劑，并不會(huì)標(biāo)明準(zhǔn)確的支撐劑密度，這給現(xiàn)場計(jì)算壓裂液密度、壓 裂液液柱壓力以及最小水平主應(yīng)力等參數(shù)帶來了一些困難，進(jìn)而對(duì)整體的壓裂施工產(chǎn)生了 一定的問題，影響了壓裂施工效率。常用的固體密度測(cè)試儀由于存在價(jià)格高、操作繁瑣以及 要求精度高等缺點(diǎn)，并不滿足現(xiàn)場測(cè)試支撐劑密度的要求。
[0004] 中國專利文件CN203479658U公開了一種陶粒支撐劑體積密度測(cè)試儀，屬于密度 測(cè)量裝置；旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、測(cè)量準(zhǔn)確可靠的顆粒物料體積密度測(cè)量裝 置。它包括機(jī)架、固定在該機(jī)架上的料斗、設(shè)置在該料斗下方的收集筒；所述機(jī)架由固定在 底座上的龍門架構(gòu)成，該龍門架上有料嘴快換裝置，該料嘴快換裝置由固定在龍門架上的 擋圈、位于該擋圈上方設(shè)在龍門架上的彈簧、設(shè)在龍門架上將該彈簧壓緊的定位架構(gòu)成；該 定位架上有多個(gè)可與料斗出料口對(duì)接連通的快換料嘴。該專利文件主要用于室內(nèi)或者工廠 內(nèi)進(jìn)行不同支撐劑粒徑體積的準(zhǔn)確測(cè)量，要獲得支撐劑密度還需要配合天平等確定支撐劑 質(zhì)量后進(jìn)行計(jì)算得出，其主要解決的是不同的支撐劑粒徑以及不同的加料速度造成的堆積 密實(shí)度不同而形成的體積誤差。由于其需要更換料嘴，還要配合天平測(cè)定支撐劑質(zhì)量，因此 不適合在壓裂施工現(xiàn)場進(jìn)行支撐劑體積密度的快速測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型公開一種壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝 置，該裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作簡易、造價(jià)低廉，且可以快速測(cè)量支撐劑密度，測(cè)量誤差較小。
[0006] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0007] -種壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置，包括基座、平衡桿、支撐劑筒和水筒， 所述平衡桿位于基座上方，平衡桿中心與基座活動(dòng)連接，所述支撐劑筒和水筒分別設(shè)置于 平衡桿的兩端。
[0008] 根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，基座包括支撐桿，支撐桿頂端與平衡桿中心活動(dòng)連接。
[0009] 根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述的水筒側(cè)壁上設(shè)有刻度。通過刻度可以清楚的記錄 注入水的體積，方便計(jì)算。
[0010] 根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述的水筒還設(shè)有閥門。閥門的增設(shè)可以快速方便的調(diào) 節(jié)水筒中的水量，以使平衡桿達(dá)到平衡狀態(tài)。
[0011] 根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述的支撐劑筒和水筒距離平衡桿中心的距離相等。通 過等距節(jié)省步驟，以方便計(jì)算公式。
[0012] 根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述的支撐劑筒和水筒均與平衡桿活動(dòng)連接。方便在測(cè) 試結(jié)束后清理支撐劑筒和水筒，易于維護(hù)。
[0013] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述平衡桿上與平衡桿中心等距的兩端均設(shè)有夾持件，平衡桿通 過夾持件連接支撐劑筒和水筒。
[0014] 本實(shí)用新型的原理如下：
[0015] 使支撐劑及支撐劑筒的質(zhì)量與一定量的水與水筒的質(zhì)量相等，可得公式（1)
[0016]m支撐劑筒+P支撐劑XV支撐劑=m水筒+P水XV水（1)
[0017] !!!__為支撐劑筒的質(zhì)量，單位為g;P 為支撐劑的視密度，單位為g/cm3;V$ 為支撐劑的視體積，單位為cm3;m為水筒的質(zhì)量，單位為g;P為水的密度，單位為g/ cm3;V為水的體積，單位為cm3。
[0018] 使用時(shí)，將支撐劑完全充滿支撐劑筒，這樣裝滿后用刮板一刮，支撐劑的視體積即 為支撐劑筒的容積，方便計(jì)算；待平衡桿穩(wěn)定后向水筒中緩慢加入水直至平衡桿達(dá)到平衡， 記下平衡時(shí)的水的體積V7X。
[0019] 支撐劑筒及水筒的質(zhì)量可預(yù)先稱量得；取水的密度為lg/cm3;支撐劑的視體積為 支撐劑筒的體積。因此公式（1)可簡化為公式（2):
[0020]
[0021 ] 即可快速求得支撐劑的視密度。
[0022] 本實(shí)用新型的有益效果在于：
[0023] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案解決了壓裂施工現(xiàn)場支撐劑體積密度快速測(cè)量的問題，相 對(duì)于常規(guī)的固體密度測(cè)試儀，本實(shí)用新型提供的裝置簡單、操作簡易、造價(jià)低廉、易于攜帶， 不需要其它裝置的配合，即可快速得到支撐劑的體積密度；對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等要求低，更符 合壓裂施工現(xiàn)場的要求，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本實(shí)用新型壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]其中，1、基座，2、平衡桿，3、支撐劑筒，4、水筒，5、刻度，6、閥門，7、支撐桿。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)的說明，但不限于此。
[0027] -種壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置，包括基座、平衡桿、支撐劑筒和水筒， 基座包括支撐桿，起支撐、保持本裝置水平、穩(wěn)定的作用，有一定重量最優(yōu)；平衡桿位于基座 上方，平衡桿中心與支撐桿頂端活動(dòng)連接，平衡桿兩端能以與支撐桿連接處為支點(diǎn)上下交 替起落；
[0028] 平衡桿上與平衡桿中心等距的兩端均設(shè)有夾持件，夾持件如可夾持圓柱體的夾 具，支撐劑筒和水筒通過夾持件活動(dòng)連接平衡桿，且與平衡桿中心距離相等；
[0029] 水筒和支撐劑筒均為上部開口的空心圓柱形筒，水筒側(cè)壁上設(shè)有刻度，水筒還設(shè) 有閥門，以方便測(cè)試時(shí)有效的調(diào)節(jié)、計(jì)算水筒中的水的含量；水筒的內(nèi)壁半徑為3cm，高度 為14. 16cm;支撐劑筒的內(nèi)壁半徑為3cm，高度為7. 08cm。
[0030] 實(shí)施例1、
[0031] 事先稱得支撐劑筒的質(zhì)量m支撐劑筒=100g，水筒的質(zhì)量m水筒=200g。取現(xiàn)場支撐 劑，將支撐劑完全充滿支撐劑筒，可知支撐劑的視體積^^#_= 200. 18cm3。待平衡桿穩(wěn)定后 向水筒中緩慢加入水直至平衡桿達(dá)到平衡，記下平衡時(shí)的水的體積V7X = 220ml。
[0032] 取水的密度為1.Og/cm3。根據(jù)公式（2)可得：
[0034] 即該支撐劑的視密度為1. 599g/cm3。
[0035] 實(shí)施例2、
[0036] 事先稱得支撐劑同的質(zhì)莖m支撐劑筒=100g及水同的質(zhì)莖m水筒=200g。取現(xiàn)場另一 支撐劑，將支撐劑完全充滿支撐劑筒，可知支撐劑的視體積^^#_= 200. 18cm3。待平衡桿穩(wěn) 定后向水筒中緩慢加入水直至平衡桿達(dá)到平衡，記下平衡時(shí)的水的體積V7X = 180cm3。
[0037] 取水的密度為1.Og/cm3。根據(jù)公式（2)可得：
[0039] 則該另一支撐劑的視密度為1. 399g/cm3。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置，其特征在于，包括基座、平衡桿、支撐劑 筒和水筒，所述平衡桿位于基座上方，平衡桿中心與基座活動(dòng)連接，所述支撐劑筒和水筒分 別設(shè)置于平衡桿的兩端。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置，其特征在于，所述基 座包括支撐桿，支撐桿頂端與平衡桿中心活動(dòng)連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置，其特征在于，所述的 水筒側(cè)壁上設(shè)有刻度。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置，其特征在于，所述的 水筒還設(shè)有閥門。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置，其特征在于，所述的 支撐劑筒和水筒距離平衡桿中心的距離相等。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置，其特征在于，所述的 支撐劑筒和水筒均與平衡桿活動(dòng)連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置，其特征在于，所述平 衡桿上與平衡桿中心等距的兩端均設(shè)有夾持件，平衡桿通過夾持件連接支撐劑筒和水筒。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種壓裂現(xiàn)場快速測(cè)試支撐劑密度的裝置，屬于油氣田開發(fā)研究設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，本裝置包括基座、平衡桿、支撐劑筒和水筒，基座起保持本裝置水平、穩(wěn)定的作用，平衡桿位于基座上方，平衡桿中心與基座活動(dòng)連接，所述支撐劑筒和水筒分別設(shè)置于平衡桿的兩端，通過本裝置可以快速求得支撐劑的視密度，操作簡單、易于攜帶，不需要其它裝置的配合，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等要求低，更符合壓裂施工現(xiàn)場的要求，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。
【IPC分類】G01N9/00
【公開號(hào)】CN204924845
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520696640
【發(fā)明人】李明, 黃波, 蘇權(quán)生, 王昊, 王 華, 陳磊, 溫慶志
【申請(qǐng)人】中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術(shù)研究院
【公開日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月9日