腕式振蕩儀在壓裂支撐劑濁度測試中的應用

潘文啟，胡科先，姚 亮

中國石油長慶油田分公司技術監測中心 （陜西 西安 710018）

壓裂支撐劑的作用在于充填壓裂產生的人工裂縫，待地層壓力釋放后支撐裂縫，形成具有高導流能力的油氣滲流通道。常用的支撐劑包括天然石英砂和人造陶粒[1]。

在支撐劑的質量檢測中[2]，濁度檢驗是壓裂支撐劑實驗中的一項重要評定指標[3-5]。在進行濁度檢驗時，對試樣施加符合國標規定的搖振力和搖振速度對于檢驗結果的影響很大，目前采用的方法有2種：一是采用人工操作；這種方法對于操作人員的技術水平和熟練程度提出了很高的要求，人為因素的影響制約了檢驗的精度和權威性；一種是利用振蕩器可以設定相應參數，對于人工操作的影響做了很大的改進，對于搖振力和搖振速度的控制更加有效和簡單。

1 腕式振蕩儀的工作原理及參數

腕式震蕩儀工作原理是將需要震蕩搖勻的試樣瓶可靠固定在爪式夾持器上，啟動電源總開關，從觸屏上或者電腦上輸入基本工作參數：轉速、擺動角度選擇、擺動曲線的形式選擇、時間選擇；控制單元將數據轉換成信號，傳輸給ARM處理器，按照參數選擇驅動電機驅動器，驅動電機工作；啟動“開始”按鈕，振蕩儀開始工作，步進電機驅動器按照ARM控制指令，驅動步進電機。按照預設速度和擺動角度震蕩，待達到預設時間后，儀器自動停止，并自動輸出轉速、擺動角度、擺動曲線形式以及工作時間、日期的參數至計算機或存儲單元。

腕式振蕩儀機械結構如圖1所示。

圖1 腕式震蕩儀結構示意圖

考慮到現場實際工況，初步設計該腕式搖擺儀裝置的主要技術參數如表1所示。

表1 技術參數

2 實驗結果與分析

將腕式震蕩儀應用于壓裂支撐劑的檢驗過程與技術熟練的檢驗人員嚴格按照標準進行操作進行儀器和人工的測試結果進行比對。首先測試4個支撐劑樣品的濁度，腕式搖擺儀在不同搖擺角度的條件下對其進行測試，對比人工測試與腕式測試結果。測試結果如表2、表3所示。

表2 操作人員對4批樣品濁度測試數據統計 /FTU

表3 腕式搖擺儀測試結果統計/FTU

由表2、表3的測試數據可以看出，搖擺角度為90°、120°的時候濁度測試值和人工測試值吻合,但從測試數據離散度來看搖擺角度為90°數據離散度較小，平行樣測試誤差小。

3 結論

該腕式振蕩儀已經應用到長慶油田分公司技術監測中心壓裂支撐劑濁度性能測試實驗中滿足檢驗標準（SY/T 5108-2006）對于壓裂支撐劑濁度測試的要求。大大降低勞動強度和人為因素對檢驗結果的影響。使用腕式振蕩儀和人工手工搖蕩濁度測試結果吻合，樣品濁度測試結果重復性好，其有良好的應用效果。

[1]萬仁浦,羅英俊.采油技術手冊(第 9分冊):壓裂酸化工藝技術(修訂本)[M].北京:石油工業出版社，1998:499-500.

[2]SY/T 5108-2006壓裂支撐劑性能指標及測試推薦方法[S].

[3]張貴玲.影響壓裂支撐劑酸溶解度檢測結果的因素分析[J].石油工業技術監督，2013,29（1）：31-33.

[4]楊連如.水力壓裂在延長石田的應用與認識[J].內蒙古石油化工，2010，36（5）：110-111.

[5]潘文啟，姚亮，楊紅英，等.壓裂支撐劑檢驗質控探討[J].石油工業技術監督，2014,30（8）：54-56.