本發(fā)明涉及實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

1、石油制品及衍生的石化制品在當(dāng)今社會可謂是無所不在，石油大多數(shù)都蘊(yùn)藏在深層的地下或者海洋下面，要獲取石油就需要通過一系列包括油藏、鉆井、采油和地面工程等方法將石油開采到地面。

2、其中最難、危險(xiǎn)系數(shù)最高的是鉆井及固井階段，為了鉆井過程更安全更順利，在鉆井階段會注入泥漿作為潤滑劑和堵漏劑，由于壓力的作用及鉆頭的擠壓，會在井壁的巖芯表面形成泥餅，泥餅在鉆井階段對施工是有利的，但是到了固井階段，泥餅的特性會影響水泥環(huán)和巖芯之間的膠結(jié)強(qiáng)度，從而影響固井質(zhì)量和安全，更有可能影響后期采油的油品質(zhì)量。

3、為了解決上述問題，通常會加入專用的沖洗液對井壁的泥餅進(jìn)行處理，沖洗的方法就是在套管內(nèi)加注沖洗液，到達(dá)井底后從套管外返回地面，通過一段時(shí)間的循環(huán)到達(dá)沖洗泥餅的目的。但是由于地層下狀況十分復(fù)雜，地層由于深度、酸堿度和地層結(jié)構(gòu)的原因，不同地層需要專門配制專用的沖洗液，在該過程中就需要專門的裝置來模擬沖洗過程。

4、目前，市場上用于評價(jià)泥漿沖洗效率裝置的主要采用以下結(jié)構(gòu)：電機(jī)通過槳葉軸驅(qū)動(dòng)筒狀槳葉徑向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)容器內(nèi)泥漿旋轉(zhuǎn)，巖芯固定在底座保持不動(dòng)，在巖芯圓柱表面形成泥漿相對運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到模擬泥餅清洗的目的；由于重力的影響，泥漿上層及下層旋轉(zhuǎn)的速度不一致，不同粘度的泥漿在相同轉(zhuǎn)速的條件下，泥漿實(shí)際流動(dòng)速度偏差較大，無法準(zhǔn)確量化流速與沖洗效率的關(guān)系，另外泥漿流動(dòng)方向（徑向）和真實(shí)流動(dòng)方向（軸向）不同，無法真實(shí)模擬井下泥漿流動(dòng)場景。

5、因此，亟需一種在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備及方法，能夠解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供一種在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備，包括高壓容器，所述高壓容器的底部中心固定有巖芯，所述高壓容器的頂部設(shè)有上蓋，所述上蓋設(shè)有環(huán)空導(dǎo)流組件和柱塞計(jì)量循環(huán)裝置，所述環(huán)空導(dǎo)流組件位于所述巖芯的上方，所述柱塞計(jì)量循環(huán)裝置與驅(qū)動(dòng)組件傳動(dòng)連接。

4、優(yōu)選地，所述高壓容器的上部設(shè)有導(dǎo)氣管。

5、優(yōu)選地，所述環(huán)空導(dǎo)流組件包括導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管的頂部與所述柱塞計(jì)量循環(huán)裝置連通，其底部通過導(dǎo)流孔板與導(dǎo)流筒連通，所述導(dǎo)流筒罩設(shè)于所述巖芯的上方。

6、優(yōu)選地，所述導(dǎo)流管的數(shù)量為2個(gè)，且軸對稱分布。

7、優(yōu)選地，還包括輸入管，所述輸入管的頂部與所述柱塞計(jì)量循環(huán)裝置連通，其底部懸空設(shè)置于所述高壓容器內(nèi)。

8、優(yōu)選地，所述輸入管的數(shù)量為2個(gè)，且軸對稱分布。

9、優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)組件包括電機(jī)，所述電機(jī)的動(dòng)力輸出端通過磁力驅(qū)動(dòng)裝置與所述柱塞計(jì)量循環(huán)裝置傳動(dòng)連接。

10、本發(fā)明還提供一種在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的方法，包括以下步驟：

11、步驟一：先將上蓋（1）及柱塞計(jì)量循環(huán)裝置（4）從高壓容器（10）上取下放置他處，將帶有泥餅的巖芯（8）固定在高壓容器（10）的底部，將沖洗液導(dǎo)入高壓容器（10）內(nèi)，液面達(dá)到巖芯（8）的頂部，再將上蓋（1）及柱塞計(jì)量循環(huán)裝置（4）安裝在高壓容器（10）的上方并旋緊；

12、步驟二：通過高壓容器（10）上方的導(dǎo)氣管將高壓氮?dú)庾⑷敫邏喝萜鳎?0），打開柱塞計(jì)量循環(huán)裝置（4）后，沖洗液通過輸入管（9）進(jìn)入柱塞計(jì)量循環(huán)裝置（4）并定量泵入導(dǎo)流管（5），沖洗液通過導(dǎo)流孔板（6）進(jìn)入導(dǎo)流筒（7）與巖芯（8）之間的環(huán)空區(qū)域，最后回到高壓容器（10）內(nèi)，完成沖洗液在高溫高壓下的定量流動(dòng)。

13、本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下有益技術(shù)效果：

14、本發(fā)明提供的在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備及方法，設(shè)備包括高壓容器，所述高壓容器的底部中心固定有巖芯，所述高壓容器的頂部設(shè)有上蓋，所述上蓋設(shè)有環(huán)空導(dǎo)流組件和柱塞計(jì)量循環(huán)裝置，所述環(huán)空導(dǎo)流組件位于所述巖芯的上方，所述柱塞計(jì)量循環(huán)裝置與驅(qū)動(dòng)組件傳動(dòng)連接；通過模擬將高壓容器內(nèi)泥漿經(jīng)由柱塞計(jì)量循環(huán)裝置泵送至環(huán)空導(dǎo)流組件入口，然后進(jìn)入裝置內(nèi)部由下端出口自然流動(dòng)至巖芯完成沖洗，從而有效模擬井下液體定量流動(dòng)，可以較為真實(shí)的模擬井下液體（漿體）實(shí)際流動(dòng)場景，為相關(guān)研究提供更為可信的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

技術(shù)特征：

1.在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備，其特征在于：包括高壓容器（10），所述高壓容器（10）的底部中心固定有巖芯（8），所述高壓容器（10）的頂部設(shè)有上蓋（1），所述上蓋（1）設(shè)有環(huán)空導(dǎo)流組件和柱塞計(jì)量循環(huán)裝置（4），所述環(huán)空導(dǎo)流組件位于所述巖芯（8）的上方，所述柱塞計(jì)量循環(huán)裝置（4）與驅(qū)動(dòng)組件傳動(dòng)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備，其特征在于：所述高壓容器（10）的上部設(shè)有導(dǎo)氣管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備，其特征在于：所述環(huán)空導(dǎo)流組件包括導(dǎo)流管（5），所述導(dǎo)流管（5）的頂部與所述柱塞計(jì)量循環(huán)裝置（4）連通，其底部通過導(dǎo)流孔板（6）與導(dǎo)流筒（7）連通，所述導(dǎo)流筒（7）罩設(shè)于所述巖芯（8）的上方。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備，其特征在于：所述導(dǎo)流管（5）的數(shù)量為2個(gè)，且軸對稱分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備，其特征在于：還包括輸入管（9），所述輸入管（9）的頂部與所述柱塞計(jì)量循環(huán)裝置（4）連通，其底部懸空設(shè)置于所述高壓容器（10）內(nèi)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備，其特征在于：所述輸入管（9）的數(shù)量為2個(gè)，且軸對稱分布。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)組件包括電機(jī)（3），所述電機(jī)（3）的動(dòng)力輸出端通過磁力驅(qū)動(dòng)裝置（2）與所述柱塞計(jì)量循環(huán)裝置（4）傳動(dòng)連接。

8.在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的方法，其特征在于：包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種在高溫高壓條件下模擬井下液體定量流動(dòng)的設(shè)備及方法，涉及實(shí)驗(yàn)裝置領(lǐng)域，設(shè)備包括高壓容器，所述高壓容器的底部中心固定有巖芯，所述高壓容器的頂部設(shè)有上蓋，所述上蓋設(shè)有環(huán)空導(dǎo)流組件和柱塞計(jì)量循環(huán)裝置，所述環(huán)空導(dǎo)流組件位于所述巖芯的上方，所述柱塞計(jì)量循環(huán)裝置與驅(qū)動(dòng)組件傳動(dòng)連接；通過模擬將高壓容器內(nèi)泥漿經(jīng)由柱塞計(jì)量循環(huán)裝置泵送至環(huán)空導(dǎo)流組件入口，然后進(jìn)入裝置內(nèi)部由下端出口自然流動(dòng)至巖芯完成沖洗，從而有效模擬井下液體定量流動(dòng)，可以較為真實(shí)的模擬井下液體實(shí)際流動(dòng)場景，為相關(guān)研究提供更為可信的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：周泉,曹鶴,趙志朋,韓彬,白亞鑫,曹偉,曹霞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：遼寧貝斯瑞德石油裝備制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2