腕式振荡仪在压裂支撑剂浊度测试中的应用

潘文启，胡科先，姚 亮

中国石油长庆油田分公司技术监测中心 （陕西 西安 710018）

压裂支撑剂的作用在于充填压裂产生的人工裂缝，待地层压力释放后支撑裂缝，形成具有高导流能力的油气渗流通道。常用的支撑剂包括天然石英砂和人造陶粒[1]。

在支撑剂的质量检测中[2]，浊度检验是压裂支撑剂实验中的一项重要评定指标[3-5]。在进行浊度检验时，对试样施加符合国标规定的摇振力和摇振速度对于检验结果的影响很大，目前采用的方法有2种：一是采用人工操作；这种方法对于操作人员的技术水平和熟练程度提出了很高的要求，人为因素的影响制约了检验的精度和权威性；一种是利用振荡器可以设定相应参数，对于人工操作的影响做了很大的改进，对于摇振力和摇振速度的控制更加有效和简单。

1 腕式振荡仪的工作原理及参数

腕式震荡仪工作原理是将需要震荡摇匀的试样瓶可靠固定在爪式夹持器上，启动电源总开关，从触屏上或者电脑上输入基本工作参数：转速、摆动角度选择、摆动曲线的形式选择、时间选择；控制单元将数据转换成信号，传输给ARM处理器，按照参数选择驱动电机驱动器，驱动电机工作；启动“开始”按钮，振荡仪开始工作，步进电机驱动器按照ARM控制指令，驱动步进电机。按照预设速度和摆动角度震荡，待达到预设时间后，仪器自动停止，并自动输出转速、摆动角度、摆动曲线形式以及工作时间、日期的参数至计算机或存储单元。

腕式振荡仪机械结构如图1所示。

图1 腕式震荡仪结构示意图

考虑到现场实际工况，初步设计该腕式摇摆仪装置的主要技术参数如表1所示。

表1 技术参数

2 实验结果与分析

将腕式震荡仪应用于压裂支撑剂的检验过程与技术熟练的检验人员严格按照标准进行操作进行仪器和人工的测试结果进行比对。首先测试4个支撑剂样品的浊度，腕式摇摆仪在不同摇摆角度的条件下对其进行测试，对比人工测试与腕式测试结果。测试结果如表2、表3所示。

表2 操作人员对4批样品浊度测试数据统计 /FTU

表3 腕式摇摆仪测试结果统计/FTU

由表2、表3的测试数据可以看出，摇摆角度为90°、120°的时候浊度测试值和人工测试值吻合,但从测试数据离散度来看摇摆角度为90°数据离散度较小，平行样测试误差小。

3 结论

该腕式振荡仪已经应用到长庆油田分公司技术监测中心压裂支撑剂浊度性能测试实验中满足检验标准（SY/T 5108-2006）对于压裂支撑剂浊度测试的要求。大大降低劳动强度和人为因素对检验结果的影响。使用腕式振荡仪和人工手工摇荡浊度测试结果吻合，样品浊度测试结果重复性好，其有良好的应用效果。

[1]万仁浦,罗英俊.采油技术手册(第 9分册):压裂酸化工艺技术(修订本)[M].北京:石油工业出版社，1998:499-500.

[2]SY/T 5108-2006压裂支撑剂性能指标及测试推荐方法[S].

[3]张贵玲.影响压裂支撑剂酸溶解度检测结果的因素分析[J].石油工业技术监督，2013,29（1）：31-33.

[4]杨连如.水力压裂在延长石田的应用与认识[J].内蒙古石油化工，2010，36（5）：110-111.

[5]潘文启，姚亮，杨红英，等.压裂支撑剂检验质控探讨[J].石油工业技术监督，2014,30（8）：54-56.