一種固井液沖洗效率評價裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種固井液沖洗效率評價裝置，泥漿泵出口閥通過管道與巖心套管進液閥相串聯，巖心套管進液閥通過管道與電磁流量計及攪拌罐進口閥依次串聯，攪拌罐的出口與泥漿泵進口閥相連接；泥漿泵出口閥與巖心套管進液閥之間設有旁通管路并安裝有加壓泵出口閥和加壓泵；電磁流量計與攪拌罐進口閥之間設有放空口，放空口通過放空閥與主管道連接。巖心套管固定在巖心套管支架上，巖心套管支架與大齒輪固定連接，大齒輪的軸心安裝有搖擺軸，搖擺軸的兩端分別通過軸承座固定在機架上，機架上安裝有搖擺驅動電機，搖擺驅動電機與減速箱傳動連接，減速箱的輸出軸上安裝有小齒輪，小齒輪與大齒輪相嚙合。該裝置能夠更簡便精確地測定固井液的沖洗效率。
【專利說明】一種固井液沖洗效率評價裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鉆井試驗裝置，特別涉及一種固井液沖洗效率評價裝置。
【背景技術】
[0002]現有技術中，通常采用的固井液沖洗效率評價方法主要有錐形瓶法、鉆屑柱法、建立大型模擬井筒、室內模擬井筒評價裝置和旋轉黏度計法等等。
[0003]錐形瓶法:錐形瓶法是最早使用的方法，比較原始，也相對簡單。該方法的具體操作步驟為JElOmL鉆井液放入錐形瓶，加入一定量的固井液，蓋上瓶塞，搖動30 s，從瓶中倒出混合物，觀察沖洗情況。該方法非常簡單，但有明顯的缺陷，測量不準確，搖動力量的大小因人、因時而異，可重復性差，該方法只用于粗略地評價沖洗效果，現已很少使用。
[0004]鉆屑柱法:稱取500 g鉆屑，并用鉆井液包裹，裝入玻璃筒內，注入一定量的固井液，使固井液流過鉆屑柱，根據沖洗掉的鉆井液的質量計算沖洗效率。該方法與錐形瓶法相比有很大的進步，可以計算沖洗效率，但還是不完善，試驗過程也比較復雜。
[0005]建立大型模擬井筒:通過建立模擬井筒實現真實頂替過程，但該方法不能實際觀察沖洗效果，而且試驗規(guī)模很大，需要大功率的循環(huán)設備，不適合在室內評價固井液的性倉泛。
[0006]旋轉黏度計法:該方法是使旋轉黏度計的轉筒外壁沾滿鉆井液，杯中裝滿固井液，轉速設定在200 r/ min，沖洗一定時間，觀察沖洗效果。該方法可以直觀地觀測沖洗效果，但是不能定量表征沖洗效率，并且沖洗過程也與實際工況存在著較大的差距。因此，仍然不能指導現場施工。
[0007]室內模擬井筒評價裝置:采用人工砂巖來模擬井壁，沖洗效率評價實驗在動態(tài)模擬井筒內進行，井筒內有模擬套管和模擬井壁。首先用鉆井液充滿井筒并加壓，鉆井液向井壁失水形成濾餅。然后用固井液頂替鉆井液，達到一定的接觸時間即停止頂替，采用稱重法計算沖洗效率。此設備可以給出沖洗效率，對現場的指導意義也是最大的，但目前此類設備只能用于在實驗室課題研究，各個配套設備還并不完善，尚未有一套完整的實驗裝置及配套設施應用于實際生產。
實用新型內容
[0008]本實用新型的目的在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種固井液沖洗效率評價裝置，能夠更簡便精確地測定固井液的沖洗效率。
[0009]為解決以上技術問題，本實用新型所提供的一種固井液沖洗效率評價裝置，包括巖心套管、泥漿泵、攪拌罐、電磁流量計和加壓泵，所述巖心套管的進液口通過活接頭連接有巖心套管進液閥，所述巖心套管的出液口通過活接頭連接有巖心套管出液閥；所述泥漿泵的進口安裝有泥漿泵進口閥，所述泥漿泵的出口安裝有泥漿泵出口閥；所述攪拌罐的進口安裝有攪拌罐進口閥，所述攪拌罐的底部設有攪拌罐排空閥，所述泥漿泵出口閥通過管道與所述巖心套管進液閥相串聯，所述巖心套管進液閥通過管道與所述電磁流量計及所述攪拌罐進口閥依次串聯，所述攪拌罐的出口與所述泥漿泵進口閥相連接；所述泥漿泵出口閥與所述巖心套管進液閥之間設有旁通管路，該旁通管路上安裝有加壓泵出口閥，所述加壓泵出口閥與所述加壓泵的出口相連接；所述電磁流量計與所述攪拌罐進口閥之間設有放空口，所述放空口通過放空閥與主管道連接。
[0010]相對于現有技術，本實用新型取得了以下有益效果:首先打開泥漿泵出口閥、泥漿泵進口閥、巖心套管進液閥、巖心套管出液閥和攪拌罐進口閥，同時關閉加壓泵出口閥和放空閥，向攪拌罐注入定量的加熱好的泥漿，開啟攪拌電機對泥漿進行攪拌，根據要求對攪拌電機進行調速；然后開啟泥漿泵把泥漿從攪拌罐中吸出流經巖心套管、電磁流量計再返入攪拌罐，如此循環(huán)，泥漿在巖心套管中形成泥餅，電磁流量計可以采集泥漿經過巖心套管的瞬時流量和累計流量；接著關閉泥漿泵出口閥和巖心套管出液閥，同時打開加壓泵出口閥和加壓泵，使巖心套管內壓達到0.7MPa后停止；然后關閉加壓泵出口閥，同時打開巖心套管出液閥和放空閥，對巖心套管進行放空，再通過活接頭卸下巖心套管進行第一次稱重記錄；打開攪拌罐排空閥將泥漿排空后重新關閉，注入固井液，將巖心套管進液閥與巖心套管出液閥之間用跨接短管對接起來，啟動泥漿泵對整個循環(huán)管路進行清洗；管路清洗完畢后關閉泥漿泵，放盡帶有泥漿的固井液，重新向攪拌罐中注入新的固井液，拆除跨接短管，將巖心套管連接在巖心套管進液閥、巖心套管出液閥之間，用新的固井液對巖心套管中形成的泥餅進行沖洗；接著關閉巖心套管進液閥和巖心套管出液閥并拆開活接頭，取下巖心套管進行第二次稱重并記錄；第二次稱重記錄后再將巖心套管連接到試驗管路中繼續(xù)沖洗一段時間，關閉巖心套管進液閥和巖心套管出液閥并拆開活接頭，取下巖心套管進行第三次稱重并記錄；如此循環(huán)試驗并記錄，根據泥餅重量的變化計算沖洗效率。通過不同密度固井液沖洗巖心內的泥餅并稱重，可以測試不同密度固井液沖洗泥漿的效果及性能。
[0011]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述巖心套管包括取自地下井壁的人造巖心，所述人造巖心設有沿軸線延伸的通孔，所述人造巖心的兩端分別套裝有巖心保護套，所述巖心保護套分別插入巖心支架的內孔中且實現密封，兩所述巖心支架的外周套裝在外套管中且相互密封，所述外套管的兩端口分別通過端蓋封閉，兩所述端蓋的中心分別設有所述進液口和所述出液口 ；所述進液口和出液口分別與所述巖心的通孔相貫通，所述外套管底部設有套管排水口。選用井下取 出的巖心制作成人造井壁，通孔孔徑可以模擬現場井眼井徑的變化，其失水形成泥餅的過程更符合井下條件；除泥漿流經的通孔外其余部位相互密封，從人造巖心壁管上滲透出來的水可以從套管排水口排出。
[0012]作為本實用新型的進一步優(yōu)選方案，所述巖心套管固定在巖心套管支架上，所述巖心套管支架與大齒輪固定連接，所述大齒輪的軸心安裝有搖擺軸，所述搖擺軸的兩端分別通過軸承座固定在機架上，所述機架上安裝有搖擺驅動電機，所述搖擺驅動電機與減速箱傳動連接，所述減速箱的輸出軸上安裝有小齒輪，所述小齒輪與所述大齒輪相嚙合。搖擺驅動電機通過減速箱驅動小齒輪轉動，小齒輪帶動大齒輪繞搖擺軸轉動，巖心套管隨大齒輪可以在0-180°范圍內擺動，滿足試驗的角度要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明，附圖僅提供參考與說明用，非用以限制本實用新型。
[0014]圖1為本實用新型固井液沖洗效率評價裝置的管路示意圖。
[0015]圖2為本實用新型固井液沖洗效率評價裝置中巖心套管的結構示意圖。
[0016]圖3為本實用新型固井液沖洗效率評價裝置中角度調整機構的主視圖。
[0017]圖4為圖3的左視圖。
[0018]圖中:1.巖心套管；la.人造巖心；lb.巖心保護套；lc.巖心支架；Id.外套管；ldl.套管排水口 ；le.端蓋；If.進液口 ；lg.出液口 ；lh.巖心套管進液閥；lj.巖心套管出液閥；2.泥漿泵；2a.泥漿泵出口閥；2b.泥漿泵進口閥；3.攪拌罐；3a.攪拌罐進口閥；
4.電磁流量計；5.加壓泵；5a.加壓泵出口閥；6.放空口 ；6a.放空閥；7.巖心套管支架；8.大齒輪；9.搖擺軸；10.軸承座；11.機架；12.搖擺驅動電機；13.減速箱；14.小齒輪。
【具體實施方式】
[0019]如圖1所示，本實用新型的固井液沖洗效率評價裝置，包括巖心套管1、泥漿泵2、攪拌罐3、電磁流量計4和加壓泵5，巖心套管1的進液口 If通過活接頭連接有巖心套管進液閥lh，巖心套管1的出液口 lg通過活接頭連接有巖心套管出液閥lj ;泥漿泵2的進口安裝有泥漿泵進口閥2b，泥漿泵2的出口安裝有泥漿泵出口閥2a ;攪拌罐3的進口安裝有攪拌罐進口閥3a，攪拌罐3的底部設有攪拌罐排空閥，泥漿泵出口閥2a通過管道與巖心套管進液閥lh相串聯，巖心套管進液閥lh通過管道與電磁流量計4及攪拌罐進口閥3a依次串聯，攪拌罐3的出口與泥漿泵進口閥2b相連接；泥漿泵出口閥2a與巖心套管進液閥lh之間設有旁通管路，該旁通管路上安裝有加壓泵出口閥5a，加壓泵出口閥5a與加壓泵5的出口相連接；電磁流量計4與攪拌罐進口閥3a之間設有放空口 6，放空口 6通過放空閥6a與主管道連接。
[0020]如圖2所示，巖心套管1包括取自地下井壁的人造巖心la，人造巖心la設有沿軸線延伸的通孔，人造巖心la的兩端分別套裝有巖心保護套lb，巖心保護套lb分別插入巖心支架lc的內孔中且實現密封，兩巖心支架lc的外周套裝在外套管Id中且相互密封，外套管Id的兩端口分別通過端蓋le封閉，兩端蓋le的中心分別設有進液口 If和出液口 lg ;進液口 If和出液口 lg分別與巖心的通孔相貫通，外套管Id底部設有套管排水口 ldl。
[0021]如圖3、圖4所示，巖心套管1固定在巖心套管支架7上，巖心套管支架7與大齒輪8固定連接，大齒輪8的軸心安裝有搖擺軸9，搖擺軸9的兩端分別通過軸承座10固定在機架11上，機架11上安裝有搖擺驅動電機12，搖擺驅動電機12與減速箱13傳動連接，減速箱13的輸出軸上安裝有小齒輪14，小齒輪14與大齒輪8相嚙合。
[0022]按以下步驟進行試驗:(1)打開泥漿泵出口閥2a、泥漿泵進口閥2b、巖心套管進液閥lh、巖心套管出液閥1 j和攪拌罐進口閥3a，同時關閉加壓泵出口閥5a和放空閥6a，向攪拌罐3注入定量的加熱好的泥漿，開啟攪拌電機對泥漿進行攪拌，根據要求對攪拌電機進行調速；啟動搖擺驅動電機12通過減速箱驅動小齒輪轉動，小齒輪帶動大齒輪8繞搖擺軸9轉動，巖心套管1隨大齒輪8擺動至試驗需要的角度。
[0023](2)開啟泥漿泵2把泥漿從攪拌罐3中吸出流經巖心套管1、電磁流量計4再返入攪拌罐3，如此循環(huán)，泥漿在人造巖心la中形成泥餅，電磁流量計4可以采集泥漿經過巖心套管的瞬時流量和累計流量。[0024](3)接著關閉泥漿泵出口閥2a和巖心套管出液閥I j，同時打開加壓泵出口閥5a和加壓泵5，使巖心套管內壓達到0.7MPa后停止，從人造巖心Ia壁管上滲透出來的水從套管排水口 Idl排出。
[0025](4)關閉加壓泵出口閥5a，同時打開巖心套管出液閥Ij和放空閥6a，對巖心套管進行放空，再通過活接頭卸下巖心套管進行第一次稱重記錄。
[0026](5)打開攪拌罐排空閥將泥漿排空后重新關閉，注入固井液，將巖心套管進液閥Ih與巖心套管出液閥Ij之間用跨接短管對接起來，啟動泥漿泵2對整個循環(huán)管路進行清洗，管路清洗完畢后關閉泥漿泵2，放盡帶有泥漿的固井液。
[0027](6)重新向攪拌罐3中注入新的固井液，拆除跨接短管，將巖心套管連接在巖心套管進液閥lh、巖心套管出液閥Ij之間，旋轉至所需的角度，用新的固井液對人造巖心Ia中形成的泥餅進行沖洗；接著關閉巖心套管進液閥Ih和巖心套管出液閥Ij并拆開活接頭，取下巖心套管進行第二次稱重并記錄。
[0028](7)第二次稱重記錄后再將巖心套管連接到試驗管路中繼續(xù)沖洗一段時間，關閉巖心套管進液閥Ih和巖心套管出液閥Ij并拆開活接頭，取下巖心套管進行第三次稱重并記錄；如此循環(huán)試驗并記錄，根據泥餅重量的變化計算沖洗效率。
[0029]以上所述僅為本實用新型之較佳可行實施例而已，非因此局限本實用新型的專利保護范圍。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種固井液沖洗效率評價裝置，包括巖心套管、泥漿泵、攪拌罐、電磁流量計和加壓泵，其特征在于:所述巖心套管的進液口通過活接頭連接有巖心套管進液閥，所述巖心套管的出液口通過活接頭連接有巖心套管出液閥；所述泥漿泵的進口安裝有泥漿泵進口閥，所述泥漿泵的出口安裝有泥漿泵出口閥；所述攪拌罐的進口安裝有攪拌罐進口閥，所述攪拌罐的底部設有攪拌罐排空閥，所述泥漿泵出口閥通過管道與所述巖心套管進液閥相串聯，所述巖心套管進液閥通過管道與所述電磁流量計及所述攪拌罐進口閥依次串聯，所述攪拌罐的出口與所述泥漿泵進口閥相連接；所述泥漿泵出口閥與所述巖心套管進液閥之間設有旁通管路，該旁通管路上安裝有加壓泵出口閥，所述加壓泵出口閥與所述加壓泵的出口相連接；所述電磁流量計與所述攪拌罐進口閥之間設有放空口，所述放空口通過放空閥與主管道連接。
2.根據權利要求1所述的固井液沖洗效率評價裝置，其特征在于:所述巖心套管包括取自地下井壁的人造巖心，所述人造巖心設有沿軸線延伸的通孔，所述人造巖心的兩端分別套裝有巖心保護套，所述巖心保護套分別插入巖心支架的內孔中且實現密封，兩所述巖心支架的外周套裝在外套管中且相互密封，所述外套管的兩端口分別通過端蓋封閉，兩所述端蓋的中心分別設有所述進液口和所述出液口 ；所述進液口和出液口分別與所述巖心的通孔相貫通，所述外套管底部設有套管排水口。
3.根據權利要求1或2所述的固井液沖洗效率評價裝置，其特征在于:所述巖心套管固定在巖心套管支架上，所述巖心套管支架與大齒輪固定連接，所述大齒輪的軸心安裝有搖擺軸，所述搖擺軸的兩端分別通過軸承座固定在機架上，所述機架上安裝有搖擺驅動電機，所述搖擺驅動電機與減速箱傳動連接，所述減速箱的輸出軸上安裝有小齒輪，所述小齒輪與所述大齒輪相嚙合。
【文檔編號】E21B49/00GK203515574SQ201320648980
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權日:2013年10月21日
【發(fā)明者】樊繼強, 王治國, 劉衛(wèi)中, 許春田, 陳小元, 賈麗君, 高明霞, 徐羅鳳, 劉小霞, 蔡巍, 王委, 時益情 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中石化江蘇石油工程有限公司