鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括支架、底座、模擬內(nèi)、外井筒、注水噴頭、防堵部件、加料容器、承接容器、氣體加壓泵和數(shù)據(jù)處理器，支架上安裝有調(diào)節(jié)輪，模擬外井筒安裝在支架上，下端與防堵部件連接，注水噴頭套裝并固定在模擬外井筒外側(cè)下部，輸液泵與注水噴頭通過(guò)管線連接，通過(guò)井口固定裝置固定有伸入模擬外井筒的模擬內(nèi)井筒，加料容器安裝于模擬內(nèi)井筒頂端，氣體加壓泵與模擬內(nèi)井筒管線連接，承接容器與模擬外井筒管線連接；利用該裝置，可以在模擬氣體鉆井現(xiàn)場(chǎng)的工作條件下，直接檢測(cè)攜水劑的攜水性能優(yōu)劣，優(yōu)選出符合施工要求的氣體鉆井施工作業(yè)方案，同時(shí)也為攜水劑的研究、生產(chǎn)及質(zhì)量控制，提供科學(xué)依據(jù)。
【專利說(shuō)明】鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及氣體鉆井領(lǐng)域，特別涉及一種鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在石油鉆井工程作業(yè)中，氣體鉆井一種重要的施工方式。而在氣體鉆井作業(yè)中，如何解決井下出水問(wèn)題，至關(guān)重要。很多相關(guān)施工作業(yè)，由于不能很好解決井下出水問(wèn)題而被迫中止，造成很大經(jīng)濟(jì)損失，優(yōu)良的攜水劑，及時(shí)將井下出水?dāng)y出井口，保證鉆井工程順利進(jìn)行，就具有非常重要的意義。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)氣體鉆井處理劑的研宄多集中于霧化、泡沫鉆井液甚至轉(zhuǎn)化成常規(guī)鉆井液時(shí)的處理劑的研宄，而針對(duì)空氣鉆井地層出水時(shí)，具有井眼攜水和干燥功能的攜水劑研宄則鮮見(jiàn)報(bào)道，而相對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)方法和模擬實(shí)驗(yàn)裝置的研宄尚屬空白。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置。利用該裝置，可以在模擬氣體鉆井現(xiàn)場(chǎng)的工作條件下，直接檢測(cè)攜水劑的攜水性能優(yōu)劣，可用以優(yōu)選出符合施工要求的氣體鉆井施工作業(yè)方案，達(dá)到科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)適用的目的；同時(shí)，也為攜水劑的研宄、改進(jìn)、生產(chǎn)及質(zhì)量控制，提供科學(xué)依據(jù)。
[0005]為此，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括支架、底座、模擬外井筒、模擬內(nèi)井筒、注水噴頭、防堵部件、加料容器、承接容器、氣體加壓泵和數(shù)據(jù)處理器，所述支架固定在底座上，支架上安裝有調(diào)節(jié)輪，所述模擬外井筒下端連通所述防堵部件并固定于所述支架上，中心設(shè)有通孔的注水噴頭套裝并固定于所述模擬外井筒的外側(cè)下部且通過(guò)連接管線與輸液泵連通用于向模擬外井筒內(nèi)注水，所述模擬外井筒上部設(shè)置有井口固定裝置，通過(guò)井口固定裝置固定有伸入模擬外井筒的模擬內(nèi)井筒，所述加料容器安裝于模擬內(nèi)井筒頂端，所述氣體加壓泵通過(guò)管線與模擬內(nèi)井筒連接，所述承接容器與模擬外井筒上部通過(guò)管線連接，所述連接管線上均設(shè)有傳感器。
[0007]依據(jù)試驗(yàn)需要，確定所述模擬外井筒和所述模擬內(nèi)井筒的內(nèi)徑和長(zhǎng)度尺寸，將具有一定尺寸的模擬外井筒安裝在支架上，所述調(diào)節(jié)輪可以調(diào)節(jié)模擬外井筒的傾斜角度，并調(diào)至與實(shí)際鉆井時(shí)傾斜角度相同。
[0008]所述模擬外井筒上部設(shè)置的井口固定裝置可以選取法蘭等固定部件，以固定伸入模擬外井筒內(nèi)的模擬內(nèi)井筒，使模擬內(nèi)井筒固定懸于模擬外井筒內(nèi)腔中。
[0009]所述加料容器可以定時(shí)定量添加試驗(yàn)樣品。
[0010]所述承接容器內(nèi)設(shè)有計(jì)量?jī)x表。承接容器用以收集排出的混合流體，并由計(jì)量?jī)x表檢測(cè)出分離液體和固相物料的含量。
[0011]所述注水噴頭為中空?qǐng)A柱形，緊貼于模擬外井筒外壁并固定，模擬外井筒外壁上打有與注水噴頭一致的注水孔，保證向模擬外井筒與模擬內(nèi)井筒之間的空隙處均勻加注試驗(yàn)用水。
[0012]所述防堵部件用以防止試驗(yàn)物料在模擬井筒下部發(fā)生沉積堵塞；
[0013]所述氣體加壓泵輸送的氣體流量一般為O?50mVh，壓力為O?2.0MPa。所述輸液泵輸送的液體流量一般為O?10m3/h，壓力為O?2.0MPa，根據(jù)不同攜水劑設(shè)定不同壓力和溫度參數(shù)。其中，氣體加壓泵和輸液泵內(nèi)均設(shè)有控制裝置，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要對(duì)其輸送的氣體流量和液體流量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。其中，所述輸液泵內(nèi)還設(shè)有溫度傳感器，可以檢測(cè)輸送液體的溫度。
[0014]所述氣體加壓泵與模擬內(nèi)井筒連接管線上設(shè)有注氣壓力傳感器，所述承接容器與模擬外井筒連接管線上設(shè)有排放壓力傳感器，所述輸液泵與注水噴頭連接管線上設(shè)有注水壓力傳感器，用于測(cè)定管路中輸送氣體或液體的壓力。
[0015]上述各種壓力傳感器和流量傳感器所測(cè)得的數(shù)據(jù)可以通過(guò)數(shù)據(jù)處理器采集、處理、顯示和輸出。
[0016]所述模擬外井筒和所述模擬內(nèi)井筒采用透明材料制成。其中所述透明材料可以選用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料樹(shù)脂(ABS)等。采用透明材料制作的模擬外井筒和模擬內(nèi)井筒可以直接觀察試驗(yàn)過(guò)程的狀態(tài)變化，便于對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察和控制。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果是:利用該裝置測(cè)定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以在模擬氣體鉆井現(xiàn)場(chǎng)的工作條件下，直接檢測(cè)攜水劑的攜水性能優(yōu)劣，可用以優(yōu)選出符合施工要求的氣體鉆井施工作業(yè)方案，達(dá)到科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)適用的目的；同時(shí)，也為攜水劑的研宄、改進(jìn)、生產(chǎn)及質(zhì)量控制，提供科學(xué)依據(jù)。
[0018]說(shuō)明書(shū)附圖
[0019]圖1是本實(shí)用新型的鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]如圖1所示，該鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置，包括支架2、底座3、模擬外井筒
4、模擬內(nèi)井筒5、注水噴頭6、防堵部件7、加料容器8、承接容器15、氣體加壓泵16和數(shù)據(jù)處理器17，所述支架2固定在底座3上，支架2上安裝有調(diào)節(jié)輪1，所述模擬外井筒4下端連通所述防堵部件7并固定于所述支架2上，中心設(shè)有通孔的注水噴頭6套裝并固定于所述模擬外井筒4外側(cè)下部且通過(guò)連接管線與輸液泵10連通用于向模擬外井筒4內(nèi)注水，所述模擬外井筒4上部設(shè)置有井口固定裝置，通過(guò)井口固定裝置固定有伸入模擬外井筒4的模擬內(nèi)井筒5，所述加料容器8安裝于模擬內(nèi)井筒5頂端，所述氣體加壓泵16與模擬內(nèi)井筒5管線連接，所述承接容器15與模擬外井筒4上部管線連接。
[0022]氣體加壓泵16與模擬內(nèi)井筒5連接管線上設(shè)有注氣壓力傳感器12和流量傳感器13，所述承接容器15與模擬外井筒4連接管線上設(shè)有排放壓力傳感器11，所述輸液泵10與注水噴頭連接管線上設(shè)有注水壓力傳感器9，所述承接容器15內(nèi)設(shè)有計(jì)量?jī)x表14。
[0023]在本實(shí)施例中，模擬外井筒4和所述模擬內(nèi)井筒5均采用透明材料制成。模擬內(nèi)井筒5長(zhǎng)度為1.5m,內(nèi)徑為50mm，外徑為66mm ;模擬外井筒4內(nèi)徑為110mm，外徑為130mm。
[0024]該鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置的使用方法如下:
[0025]在加料容器3中預(yù)先加入待試驗(yàn)攜水劑樣品。調(diào)整氣體加壓泵16，向模擬內(nèi)井筒5輸送氣體，氣體流量6m3/h ;加料容器8按5kg/min速度加入攜水劑試驗(yàn)樣品；由輸液泵10向注水噴頭6注入試驗(yàn)用水，初定注水速度為20L/min。輸液泵內(nèi)設(shè)置的溫度感應(yīng)器顯示注水溫度為30°C，混合流體經(jīng)模擬外井筒4上返排出，經(jīng)連接管線進(jìn)入承接容器15，完成試驗(yàn)流程。
[0026]觀察混合流體的流動(dòng)狀態(tài)，如果氣流能夠攜帶吸收水分的攜水劑順利進(jìn)入承接容器15，可以逐步增加注水流量，直到攜水劑由于充分吸水，顆粒密度增加，氣流不能將其完全攜帶進(jìn)入承接容器15，在模擬外井筒4底部出現(xiàn)沉積物時(shí)，停止試驗(yàn)。在試驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，如果物料沉積流通不暢，或者發(fā)生堵塞，壓力傳感器12壓力增加，壓力傳感器11壓力降低，當(dāng)兩者之間的壓差達(dá)到設(shè)定控制值時(shí)，模擬試驗(yàn)裝置自動(dòng)停止試驗(yàn)。
[0027]試驗(yàn)結(jié)束后，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)17輸出試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果。依據(jù)測(cè)試結(jié)果中相同實(shí)驗(yàn)條件下，不同攜水劑在實(shí)驗(yàn)終止時(shí)注水流量的比較，可以預(yù)測(cè)在施工作業(yè)過(guò)程中，能夠達(dá)到最好的攜水效果，有利于防止鉆井事故，提高工作效率，保證工程作業(yè)的順利完成。
[0028]在使用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員可以根據(jù)試驗(yàn)需要，調(diào)節(jié)氣體流量、加料速度和注水流量。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括支架(2)、底座(3)、模擬外井筒(4)、模擬內(nèi)井筒(5)、注水噴頭￠)、防堵部件(7)、加料容器(8)、輸液泵(10)、承接容器(15)、氣體加壓泵(16)和數(shù)據(jù)處理器(17)，所述支架⑵固定在所述底座(3)上且所述支架(2)上安裝有調(diào)節(jié)井筒傾斜度的調(diào)節(jié)輪(I)，所述模擬外井筒(4)下端連通所述防堵部件(7)并固定于所述支架(2)上，中心設(shè)有通孔的注水噴頭(6)套裝并固定于所述模擬外井筒(4)的外側(cè)下部且通過(guò)連接管線與輸液泵(10)連通用于向模擬外井筒(4)內(nèi)注水，所述模擬外井筒(4)上部設(shè)有井口固定裝置，所述模擬內(nèi)井筒(5)伸入所述模擬外井筒(4)中并通過(guò)井口固定裝置使所述模擬內(nèi)井筒懸于模擬外井筒內(nèi)部使二者之間留有空隙，所述加料容器(8)安裝在模擬內(nèi)井筒(5)頂端，所述氣體加壓泵(16)通過(guò)連接管線與模擬內(nèi)井筒(5)連通，所述承接容器(15)通過(guò)連接管線與模擬外井筒(4)上部連通，所述連接管線上均設(shè)有傳感器，所述數(shù)據(jù)處理器(17)用于采集所述裝置模擬實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述氣體加壓泵(16)與模擬內(nèi)井筒(5)連接管線上設(shè)有注氣壓力傳感器(12)和流量傳感器(13)，所述承接容器(15)與模擬外井筒(4)的連接管線上設(shè)有排放壓力傳感器(11)，所述輸液泵(10)與注水噴頭的連接管線上設(shè)有注水壓力傳感器(9)，所述承接容器(15)內(nèi)還設(shè)有計(jì)量?jī)x表(14)，所述注氣壓力傳感器(12)、流量傳感器(13)、排放壓力傳感器(11)、注水壓力傳感器(9)、計(jì)量?jī)x表(14)的數(shù)據(jù)信息由數(shù)據(jù)處理器(17)采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述氣體加壓泵(16)內(nèi)還設(shè)有控制裝置，控制輸送的氣體流量為O?50m3/h，壓力為O?2.0MPa0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述輸液泵(10)內(nèi)還設(shè)有控制裝置，控制輸送的液體流量為O?10m3/h，壓力為O?2.0MPa0
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井用攜水劑仿真模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述模擬外井筒⑷和所述模擬內(nèi)井筒(5)采用透明材料制成。
【文檔編號(hào)】G01N33/00GK204188592SQ201420625309
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】郭寶利, 劉大偉, 趙世軍, 王愛(ài)玲, 胡毅, 孟振期, 李 浩 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司