压裂用树脂涂覆类支撑剂磨损仪是专门用于评价水力压裂作业中树脂涂层支撑剂耐磨性能的专用试验设备。在水力压裂过程中,地面高压泵组通过井筒向油层注入高粘度压裂液,当压力超过地层岩石扩张强度时,油层被压开形成裂缝。随后携砂液携带支撑剂进入裂缝,当压裂液压力释放后,地层闭合应力作用于支撑剂颗粒,颗粒之间相互接触、挤压、滑动,同时受到压裂液的持续冲刷。树脂涂层支撑剂在此工况下,其表面涂层会逐渐磨损,磨损程度直接关系到压裂裂缝的长期导流能力和油气井的产量寿命。

本磨损仪的核心原理是在实验室条件下高度模拟井下实际磨损环境,对树脂涂层支撑剂的耐磨耗能力进行科学量化评估。设备通过三个核心控制技术实现对实际工况的逼真模拟。
第一是载荷控制技术。设备通过精密加载系统对树脂涂层支撑剂试样施加可调节的法向载荷,模拟地层不同闭合压力条件下颗粒间的接触压力。根据实际井况,浅井闭合压力较低,可设定在五至二十兆帕范围;深层井闭合压力较高,应设定在三十至七十兆帕甚至更高。载荷范围通常覆盖零点五兆帕至一百兆帕。
第二是摩擦力控制技术。设备驱动试样与对磨件之间产生相对运动,通过控制转速和运动方式模拟颗粒间的滑动摩擦。运动模式包括旋转、往复、滚动等多种形式。根据行业通用的多功能摩擦磨损试验技术,可通过球盘、销盘、环块等多种接触形式,模拟滑动、滚动、往复等运动,评估材料的摩擦系数和磨损量等性能。
第三是磨损量检测技术。设备配备高精度传感器和数据采集系统,能够实时监测并记录试样在磨损过程中的质量变化、尺寸变化和表面形貌变化,从而计算出磨损量、磨损速率和摩擦系数等关键性能参数。
三、测试依据标准树脂涂层支撑剂磨损测试可参照以下标准执行:QSY 17007-2018 压裂用树脂涂覆类支撑剂技术要求及评价方法。

压裂用树脂涂覆类支撑剂磨损仪的应用对于油气田开发具有重要的实际意义。树脂涂层支撑剂的耐磨性直接决定了压裂裂缝在长期生产过程中能否保持足够的导流能力。如果涂层耐磨性不足,在井下高应力和高流速条件下涂层会快速磨损脱落,导致支撑剂颗粒间的粘结失效,支撑剂嵌入地层或发生破碎,裂缝导流能力急剧下降,油气井产量随之降低。通过磨损仪的系统测试,可以在实验室阶段筛选出耐磨性优良的树脂涂层支撑剂产品,优化树脂配方和涂层工艺。根据行业实践,通过在美国俄克拉荷马、德克萨斯等州一百多口井的实验表明,树脂涂层砂具有防吐出和嵌入以及防裂缝排空的优点,可以明显提高原油产量。本设备正是为保障油气井长期稳定高产提供可靠选材依据的关键测试装备。