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剪应力状态下水力压裂模拟试验方法

专利类型:发明专利 

语 言:中文 

申 请 号:CN201610288174.1 

申 请 日:20160504 

发 明 人:刘义鑫许江尹光志彭守建吴善康冯丹张超林谭虎唐勖培武雪峰 

申 请 人:重庆大学 

申请人地址:400045 重庆市沙坪坝区沙正街174号 

公 开 日:20180703 

公 开 号:CN105929136B 

代 理 人:王莹 

代理机构:重庆市前沿专利事务所(普通合伙) 50211 

摘  要:本发明公开了一种剪应力状态下水力压裂模拟试验方法,包括前期准备、准备实验、施加法向应力、施加剪应力、水力压裂、断面扫描、同组其他试验、整理、分析实验数据等步骤,利用内装剪切盒的试验盒对试件施加压力和剪切力、同时进行水力压裂,从而提供了一种剪应力状态下水力压裂模拟试验方法,便于研究深度、剪应力和水压等参数对不同种类岩石水力压裂的影响,有利于更深层次地研究水力压裂裂隙的扩展规律。 

主 权 项:1.一种剪应力状态下水力压裂模拟试验方法,其特征在于:包括以下步骤,步骤一、前期准备,将岩体试样加工成柱状的试件,并在试件上部中心开设安装孔;步骤二、准备实验,将试件放入试验盒,所述试验盒包括上盒体、下盒体和剪切盒,所述上盒体和下盒体围成密封的盒状,所述剪切盒包括左上壳、右上壳、左下壳和右下壳,所述左上壳和右上壳位于上盒体内,在所述上盒体的左右两边均穿设有沿左右方向布置的定位杆,所述左上壳与右上壳挂在对应定位杆的内端上,并且,在左右两边定位杆的作用下,左上壳与右上壳将试件的上部夹紧;所述左下壳和右下壳位于下盒体内,所述左下壳和右下壳分别位于左上壳和右上壳的下方,在所述左上壳与左下壳之间留有第一缝隙,在所述右上壳与右下壳之间留有第二缝隙;在所述试验盒下盒体内开有左孔道和右孔道,所述左孔道和右孔道的内孔口分别与第一缝隙和第二缝隙连通,所述左孔道和右孔道的外孔口均贯通试验盒的外壁;在所述上盒体上插装有压杆,在压杆的下端固定连接有位于左上壳与右上壳之间的压头,所述压头的底面与试件的顶面相抵,在所述压头的下端还固定连接有接头,所述接头伸入试件的安装孔内,并用粘接剂将接头外壁与安装孔内壁粘接密封;在所述接头、压头和压杆内开有上孔道,所述上孔道的内孔口贯通接头的下端,上孔道的外孔口贯通压杆的外侧壁;在所述压杆与上盒体之间、压杆与压头之间、压头与接头之间均设置有密封圈;步骤三、施加法向应力,对压杆施加压力,使试件受到法向应力;步骤四、施加剪应力,将上盒体夹紧,沿左右方向对下盒体施加恒定的压力;步骤五、水力压裂,以恒定速率增长的水压从上孔道的外孔口注水,直到试件发生劈裂破坏;步骤六、断面扫描,将试件取出,对试件断面进行扫描并获得断面三维点云数据;步骤七、同组其他试验,更换试件,改变对压杆施加的压力大小、或者改变对下盒体施加恒定压力的大小、或者改变水压增长速率,重复步骤二至步骤六;步骤八、整理、分析实验数据。 

关 键 词:水力压裂;剪应力;模拟试验;分析实验数据;施加;断面扫描;施加压力;裂隙;剪切盒;剪切力;试验盒;水压;法向;内装;试件;同组;岩石;研究;试验 

法律状态:授权 

IPC专利分类号:G01N33/24(2006.01)I