本技術(shù)涉及海上石油工程，尤其涉及一種井下降壓及檢測的模擬實驗方法。

背景技術(shù)：

1、隨著鉆井深度的不斷增加，大部分海上油田在開發(fā)的中后期經(jīng)常會面臨窄密度窗口鉆井液漏失的問題。這一問題已經(jīng)嚴重制約了井下的安全高效鉆進。因此，在超高溫高壓且窄密度窗口的環(huán)境下，鉆井液密度過高、循環(huán)摩阻大以及循環(huán)作業(yè)窗口狹窄等不利條件，使得對井下壓力的控制與監(jiān)測成為了當前的首要任務。

2、目前，眾多研究人員已經(jīng)針對井下降壓工具展開了深入研究，并利用仿真軟件模擬了在泥漿流體條件下，螺桿泵對降低井下壓力的效果。然而，現(xiàn)有技術(shù)主要局限于計算機模擬階段，缺乏能夠真實模擬井下壓力環(huán)境的實際裝置。更重要的是，由于缺乏通過傳感器實時監(jiān)測井下環(huán)空壓力等參數(shù)的手段，因此無法實現(xiàn)對井下壓力的動態(tài)控制。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實施例通過提供一種井下降壓及檢測的模擬實驗方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中缺乏模擬真實井下壓力的實際裝置，以及無法實現(xiàn)對井下壓力的動態(tài)控制的技術(shù)問題。

2、本技術(shù)實施例提供了一種井下降壓及檢測的模擬實驗方法，應用于模擬裝置，所述方法包括：

3、s1：將泥漿注入泥漿循環(huán)箱中，啟動動力件以驅(qū)動離心泵運轉(zhuǎn)，離心泵的輸入端從泥漿循環(huán)箱中抽取泥漿介質(zhì)，并將泥漿加壓后輸送到螺桿泵內(nèi)，同時控制變頻異步電機的輸出轉(zhuǎn)速，通過動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)驅(qū)動光桿旋轉(zhuǎn)，此時適當打開第一截止閥和第二截止閥，使得泥漿能夠流經(jīng)離心泵的輸出端的管道、套筒和泥漿循環(huán)箱的回流端的管道，以實現(xiàn)模擬裝置的潤濕和清潔的目的；

4、s2：通過數(shù)據(jù)采集儀采集第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器的壓力變化，直至泥漿充分填滿套筒內(nèi)部，并有少量泥漿返回至泥漿循環(huán)箱；其中，第一傳感器安裝于離心泵的輸出端，用于測量入口處介質(zhì)壓力；第二傳感器穿過套筒的外壁，伸入間隙內(nèi)，且靠近于泥漿循環(huán)箱的回流端，用于測量出口處介質(zhì)壓力；第三傳感器穿過套筒的外壁，伸入間隙內(nèi)，且靠近螺桿泵的底部，用于測量套筒環(huán)空壓力，數(shù)據(jù)采集儀電連接于第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器；

5、s3：將第一截止閥和第二截止閥完全打開，并再次檢測第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器的壓力變化，同時調(diào)節(jié)變頻異步電機的轉(zhuǎn)速，直到第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器顯示的壓力均穩(wěn)定，然后，記錄第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器的壓力變化，以評估螺桿泵對環(huán)空的降壓效果；

6、s4：模擬不同動力件轉(zhuǎn)速和變頻異步電機轉(zhuǎn)速條件下，以觀察并記錄螺桿泵在不同條件下對環(huán)空的降壓效果，同時記錄第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器的壓力變化；

7、s5：關(guān)閉動力件、變頻異步電機、第一截止閥和第二截止閥，向泥漿循環(huán)箱中加入含固相顆粒的新泥漿液，模擬不同粘度和密度下螺桿泵的環(huán)空降壓效果，并重復s1-s4的步驟。

8、在一種可能的實現(xiàn)方式中，模擬裝置包括安裝平臺、動力件、離心泵、變頻異步電機、泥漿循環(huán)箱、動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)、光桿、螺桿泵、套筒、數(shù)據(jù)采集儀、第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器；動力件、離心泵、變頻異步電機、泥漿循環(huán)箱均安裝于安裝平臺的頂部；動力件的輸出端連接于離心泵，離心泵的輸入端連接于泥漿循環(huán)箱的輸出端；變頻異步電機的輸出端連接于動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)，動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接于光桿，光桿遠離動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的一端穿過安裝平臺并與螺桿泵連接，光桿的軸向方向與變頻異步電機的軸向方向垂直，動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)用于將變頻異步電機輸出的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為光桿沿豎直方向的旋轉(zhuǎn)運動；

9、套筒安裝于安裝平臺的底部，螺桿泵設(shè)置于套筒內(nèi)，套筒的內(nèi)壁和螺桿泵的外壁形成間隙，套筒和螺桿泵為同心軸；套筒的外壁設(shè)置有入口和出口，入口的高度大于出口的高度；離心泵的輸出端的管道與入口連通，入口與螺桿泵的輸入流道連通；泥漿循環(huán)箱的回流端的管道與出口連通；泥漿循環(huán)箱的回流端的管道和離心泵的輸出端的管道分別設(shè)置有第一截止閥和第二截止閥。

10、在一種可能的實現(xiàn)方式中，s2中，數(shù)據(jù)采集儀電連接于計算機數(shù)據(jù)記錄裝置，計算機數(shù)據(jù)記錄裝置被配置為記錄數(shù)據(jù)采集儀所收集到的壓力數(shù)據(jù)，并將壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表示螺桿泵環(huán)空的當量循環(huán)密度的形式，這一轉(zhuǎn)化過程將持續(xù)進行，直到觀察到有少量泥漿返回至泥漿循環(huán)箱。

11、在一種可能的實現(xiàn)方式中，s3中，緩慢打開第一截止閥和第二截止閥，直至完全打開；第一截止閥和第二截止閥的閥值均為0.18mpa，變頻異步電機的轉(zhuǎn)速為2500rpm。

12、在一種可能的實現(xiàn)方式中，離心泵的輸出端的管道穿過安裝平臺并與入口連通；泥漿循環(huán)箱的回流端的管道穿過安裝平臺并與出口連通。

13、在一種可能的實現(xiàn)方式中，動力件為三相異步電動機。

14、在一種可能的實現(xiàn)方式中，動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括渦輪和蝸桿；變頻異步電機的輸出端連接于蝸桿；蝸桿嚙合于渦輪，光桿通過方卡子連接于渦輪。

15、在一種可能的實現(xiàn)方式中，螺桿泵的外壁中部套設(shè)有錨定器；錨定器遠離螺桿泵的一側(cè)套設(shè)有迷宮式密封套或機械式密封套。

16、在一種可能的實現(xiàn)方式中，光桿遠離動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)的一端連接于雙萬向節(jié)桿，雙萬向節(jié)桿遠離光桿的一端連接于螺桿泵的轉(zhuǎn)子。

17、在一種可能的實現(xiàn)方式中，在s5之后，還包括：關(guān)閉動力件、變頻異步電機、第一截止閥和第二截止閥，使用機械式密封套或者迷宮式密封套，模擬不同密封情況下螺桿泵的環(huán)空降壓效果，并重復s1-s5的步驟。

18、本技術(shù)實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果：

19、本技術(shù)實施例提供了一種井下降壓及檢測的模擬實驗方法。本技術(shù)實施例提供了一種井下降壓及檢測的模擬實驗方法。該方法通過構(gòu)建獨特的介質(zhì)流道，模擬了介質(zhì)在井下的循環(huán)和降壓過程。具體而言，離心泵的輸出端管道、套筒的入口至螺桿泵的輸入流道，以及螺桿泵頂部至出口處的流道共同構(gòu)成了介質(zhì)在井下的上半部分循環(huán)流道；而螺桿泵的輸入流道和輸出流道則構(gòu)成了介質(zhì)在井下的下半部分降壓流道，這種設(shè)計不僅還原了真實的井下環(huán)境，還使得研究人員能夠在模擬實驗中準確評估螺桿泵的性能，特別是其對環(huán)空的降壓效果。在實驗中，安裝了第一傳感器、第二傳感器和第三傳感器，用于實時監(jiān)測泥漿在不同位置的壓力變化，這些傳感器為分析螺桿泵的工作狀態(tài)、優(yōu)化設(shè)計以及提高降壓效果提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。此外，實驗的可控性使得研究人員能夠調(diào)整動力件、變頻異步電機的轉(zhuǎn)速，以及泥漿的粘度和密度等參數(shù)，從而在不同條件下觀察并記錄螺桿泵的降壓效果。本技術(shù)的動力轉(zhuǎn)向機構(gòu)將變頻異步電機的橫向輸出動力轉(zhuǎn)換成了垂直方向上的旋轉(zhuǎn)動力，有效減少了重力對螺桿泵的轉(zhuǎn)子和定子配合間隙的影響，進一步提高了實驗的準確性和可靠性。通過預先潤濕和清潔模擬裝置，并采用自動化數(shù)據(jù)采集和分析手段，該方法顯著提高了實驗效率，降低了時間和人力成本。同時，該方法不僅適用于螺桿泵的性能評估，還可用于其他井下設(shè)備或工藝的研究和開發(fā)，為實際生產(chǎn)提供了有價值的參考和指導。因此，本技術(shù)實施例提供的井下降壓及檢測的模擬實驗方法，通過構(gòu)建獨特的介質(zhì)流道、集成多種傳感器及數(shù)據(jù)采集儀，實現(xiàn)了對螺桿泵性能的全面評估和優(yōu)化，該方法不僅提高了實驗效率和準確性，還為實際鉆井作業(yè)中的設(shè)備選型和參數(shù)設(shè)置提供了科學依據(jù)。