專利名稱：石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鉆井地面實(shí)驗(yàn)裝置，是一種石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前，石油工程鉆井過程中，在發(fā)生溢流或井噴時(shí)，由于關(guān)井時(shí)能產(chǎn)生壓力突變與流量突變。而這兩種突變，都會(huì)產(chǎn)生危害很大的水擊現(xiàn)象。因?yàn)樗畵魰?huì)在瞬間產(chǎn)生很大的壓力，使防噴器內(nèi)部及井內(nèi)超壓，而且易在井內(nèi)最薄弱的環(huán)節(jié)(如套管鞋處)產(chǎn)生壓漏地層事故，從而影響正常鉆井施工。因此，水擊問題得到越來越廣泛的重視?，F(xiàn)場表明如果采取“軟關(guān)井”方式，雖然關(guān)井時(shí)的水擊壓力對地層損害較小，但由于會(huì)引起地層流體的進(jìn)一步侵入井眼，導(dǎo)致附加壓降的產(chǎn)生，從而增大套管鞋處地層被壓裂的危險(xiǎn)，不利于下一步的壓井作業(yè)；如果采取“硬關(guān)井”，則擔(dān)心關(guān)井時(shí)水擊壓力將對防噴器造成沖擊。要想比較好的選擇關(guān)井方式就需要進(jìn)行地面試驗(yàn)，搞清楚關(guān)井時(shí)的水擊問題。由于一口油井在成本很高，而硬關(guān)井有可能會(huì)對油井造成傷害，因此，不宜在鉆井過程中對關(guān)井過程的水擊壓力進(jìn)行測定?，F(xiàn)在，尚未有能準(zhǔn)確測定硬關(guān)井時(shí)井口及套管鞋處所產(chǎn)生的水擊力的方法及裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)裝置，在地面能進(jìn)行在溢流和井噴時(shí)進(jìn)行硬關(guān)井水擊壓力測試。使用相似原理下的模擬硬關(guān)井避免風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省成本，并用于指導(dǎo)鉆井生產(chǎn)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括水箱、離心泵、止回閥、第一壓力傳感器、第一流量計(jì)、第二壓力傳感器、第一電磁閥、第三壓力傳感器、第二電磁閥和第二流量計(jì)，其特征在于在水箱的出水口通過管線連接離心泵的入口 ；離心泵的出口通過PVC管依次連接止回閥、第一壓力傳感器和第一流量計(jì)；第一流量計(jì)的出口端通過PVC管依次連接第二壓力傳感器、第一電磁閥、第三壓力傳感器和第二電磁閥；第二電磁閥的出口端通過PVC管連接第二流量計(jì)的入口端，第二流量計(jì)的出口端連接PVC管。所述的第一壓力傳感器、第一流量計(jì)、第二壓力傳感器、第三壓力傳感器和第二流量計(jì)通過信號(hào)線連接計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集卡。簡述石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理。參閱圖I。離心泵2從水箱I中獲得流體并將其泵入到PVC管中，此時(shí)止回閥3、電磁閥7和電磁閥9均開啟，根據(jù)流量計(jì)10的顯示值調(diào)節(jié)電磁閥9，使管路中的流量符合根據(jù)相似原理得出的流量計(jì)算值，記錄壓力傳感器8的測定值。然后依據(jù)相似原理計(jì)算出的模擬關(guān)井時(shí)間，關(guān)閉電磁閥7，用數(shù)據(jù)采集卡記錄壓力傳感器6、壓力傳感器4和流量計(jì)5的測定值，并依據(jù)相似原理進(jìn)行硬關(guān)井的水擊模擬計(jì)算。當(dāng)水擊時(shí)間和流量發(fā)生變化時(shí)重復(fù)上述步驟。使用離心泵、壓力傳感器、流量計(jì)和節(jié)流閥實(shí)現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)、水擊壓力的測定和模擬。使用普通PVC管模擬鉆井套管，并在管路上安裝回壓閥、壓力傳感器、節(jié)流閥和流量計(jì)。節(jié)流閥可靈活調(diào)節(jié)流量，壓力傳感器和流量傳感器能準(zhǔn)確測定管路中的流量和壓力，并能使用采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)裝置，能實(shí)現(xiàn)不同流量、不同關(guān)井時(shí)間的鉆井水擊壓力模擬測定，能使用常規(guī)、常壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)對溢流和井噴工況進(jìn)行硬關(guān)井模擬，而不用實(shí)際工況進(jìn)行測定(實(shí)際工況也難以測定)，具有造價(jià)低廉、易于測定、減少工程風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)勢。

圖I是本實(shí)用新型石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I-水箱，2-離心泵，3-止回閥，4-第一壓力傳感器，5-第一流量計(jì)，6-第二壓力傳感器，7-第一電磁閥，8-第三壓力傳感器，9-第二電磁閥，10-第二流量計(jì)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I :以一個(gè)石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)裝置為例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。參閱圖I。本實(shí)用新型石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括水箱I、離心泵2、止回閥3、第一壓力傳感器4、第一流量計(jì)5、第二壓力傳感器6、第一電磁閥7、第三壓力傳感器
8、第二電磁閥9和第二流量計(jì)10。在水箱I的出水口通過管線連接離心泵2的入口。離心泵2的出口通過PVC管依次連接止回閥3、第一壓力傳感器4和第一流量計(jì)5。第一流量計(jì)5的出口端通過PVC管依次連接第二壓力傳感器6、第一電磁閥7、第三壓力傳感器8和第二電磁閥9。第二電磁閥9的出口端通過PVC管連接第二流量計(jì)10的入口端，第二流量計(jì)10的出口端連接PVC管。第一壓力傳感器4、第一流量計(jì)5、第二壓力傳感器6、第三壓力傳感器8和第二流量計(jì)10通過信號(hào)線連接計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集卡。
權(quán)利要求1.一種石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括水箱(I)、離心泵(2)、止回閥(3)、第一壓力傳感器(4)、第一流量計(jì)(5)、第二壓力傳感器(6)、第一電磁閥(7)、第三壓力傳感器(8)、第二電磁閥(9)和第二流量計(jì)(10)，其特征在于在水箱(I)的出水口通過管線連接離心泵(2)的入口 ；離心泵(2)的出口通過PVC管依次連接止回閥(3)、第一壓力傳感器(4)和第一流量計(jì)(5);第一流量計(jì)(5)的出口端通過PVC管依次連接第二壓力傳感器￠)、第一電磁閥(7)、第三壓力傳感器⑶和第二電磁閥(9);第二電磁閥(9)的出口端通過PVC管連接第二流量計(jì)(10)的入口端，第二流量計(jì)(10)的出口端連接PVC管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是所述的第一壓力傳感器(4)、第一流量計(jì)(5)、第二壓力傳感器￠)、第三壓力傳感器(8)和第二流量計(jì)(10)通過信號(hào)線連接計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集卡。
專利摘要石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)裝置，應(yīng)用于石油鉆井硬關(guān)井模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集。特征在水箱的出水口通過管線連接離心泵的入口；離心泵的出口通過PVC管依次連接止回閥、第一壓力傳感器和第一流量計(jì)；第一流量計(jì)的出口端通過PVC管依次連接第二壓力傳感器、第一電磁閥、第三壓力傳感器和第二電磁閥；第二電磁閥的出口端通過PVC管連接第二流量計(jì)的入口端，第二流量計(jì)的出口端連接PVC管。效果是能實(shí)現(xiàn)不同流量、不同關(guān)井時(shí)間的鉆井水擊壓力模擬測定，能使用常規(guī)、常壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)對溢流和井噴工況進(jìn)行硬關(guān)井模擬，而不用實(shí)際工況進(jìn)行測定，具有造價(jià)低廉、易于測定、減少工程風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)勢。
文檔編號(hào)E21B47/06GK202745854SQ201220300768
公開日2013年2月20日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者張耀明, 嚴(yán)永發(fā), 林發(fā)權(quán), 蔣光強(qiáng), 鄒光貴, 李軍剛, 王裕海, 杜峰輝, 楊松, 徐銀燕, 韓傳軍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司