空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，模擬外井筒的底部通過(guò)活動(dòng)鉸軸豎直安裝在底座上；在模擬外井筒的上半部外側(cè)設(shè)置有固定片，絞車的絞繩通過(guò)固定在底座上的支桿頂端的定滑輪與固定片固定，通過(guò)絞繩的帶動(dòng)模擬外井筒以模擬井筒傾斜角度；模擬外井筒上部側(cè)面經(jīng)管線連接到承接容器，管線上連接有出口壓力傳感器，承接容器下面連接計(jì)量?jī)x表；模擬外井筒下部側(cè)面經(jīng)管線連接到輸液泵，管線上連接有進(jìn)液壓力傳感器和進(jìn)液流量計(jì)；模擬外井筒的中間懸掛安裝下端無(wú)底的模擬內(nèi)井筒，模擬內(nèi)井筒上端安裝加料容器；模擬內(nèi)井筒上部側(cè)面經(jīng)管線連接到輸氣泵，管線上連接進(jìn)氣壓力傳感器和進(jìn)氣流量計(jì)。依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，可以研究、評(píng)價(jià)壓縮空氣的壓力、流量配置是否科學(xué)，防止鉆井事故，提高工作效率。
【專利說(shuō)明】空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，是一種應(yīng)用于鉆井領(lǐng)域的專用試驗(yàn)
目.0

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在石油鉆井工程作業(yè)中，針對(duì)某些適用地層，采用經(jīng)濟(jì)、高效的空氣鉆井是一種重要的施工方式。在空氣鉆井作業(yè)中，如何優(yōu)選配置相關(guān)施工參數(shù)，完成鉆井目標(biāo)，至關(guān)重要。很多相關(guān)施工作業(yè)，由于不能很好解決攜水問(wèn)題或攜巖問(wèn)題而被迫中止，造成很大經(jīng)濟(jì)損失。因此，研宄適用的空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，科學(xué)評(píng)價(jià)相關(guān)試驗(yàn)條件，確定合理的施工方案，保證鉆井工程的順利進(jìn)行，就具有非常重要的意義。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)空氣鉆井的室內(nèi)評(píng)價(jià)方法和模擬試驗(yàn)裝置的研宄尚屬空白。實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，以便在實(shí)驗(yàn)室完成相關(guān)試驗(yàn)研宄和科學(xué)評(píng)價(jià)。依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以評(píng)價(jià)、優(yōu)選適用的空氣壓力、流量，攜水能力及攜巖能力，為空氣鉆井工程作業(yè)中，優(yōu)選科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的施工方案，提供科學(xué)依據(jù)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，包括模擬內(nèi)井筒、模擬外井筒、加料容器、輸氣泵、輸液泵、承接容器、絞車，模擬外井筒的底部通過(guò)活動(dòng)鉸軸豎直安裝在底座上；在模擬外井筒的上半部外側(cè)設(shè)置有固定片，絞車的絞繩通過(guò)固定在底座上的支桿頂端的定滑輪與固定片固定，通過(guò)絞繩的收緊/放松帶動(dòng)模擬外井筒以活動(dòng)鉸軸為軸轉(zhuǎn)動(dòng)以模擬井筒傾斜角度；模擬外井筒上部側(cè)面經(jīng)管線連接到承接容器，管線上連接有出口壓力傳感器，承接容器下面連接計(jì)量?jī)x表；模擬外井筒下部側(cè)面經(jīng)管線連接到輸液泵，管線上連接有進(jìn)液壓力傳感器和進(jìn)液流量計(jì)；模擬外井筒的中間懸掛安裝下端無(wú)底的模擬內(nèi)井筒，模擬內(nèi)井筒上端安裝加料容器，模擬內(nèi)井筒上部側(cè)面經(jīng)管線連接到輸氣泵，管線上連接進(jìn)氣壓力傳感器和進(jìn)氣流量計(jì)。
[0006]所述定滑輪的上端與固定片的連接點(diǎn)位于一個(gè)水平高度。
[0007]所述計(jì)量?jī)x表、出口壓力傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、進(jìn)氣流量計(jì)、進(jìn)液壓力傳感器和進(jìn)液流量計(jì)經(jīng)電纜連接到數(shù)據(jù)處理器上。
[0008]所述模擬內(nèi)井筒長(zhǎng)度為Im?6m,外徑為50mm?150mm，筒壁厚度為6?16mm ;模擬外井筒長(zhǎng)度為Im?6m,內(nèi)徑為80mm?250mm，筒壁厚度為8?20mmo
[0009]所述模擬內(nèi)井筒內(nèi)徑為76mm，外徑為90mm，長(zhǎng)度為3.0m ;模擬外井筒內(nèi)徑為127mm,外徑為150mm，長(zhǎng)度為3.4m。
[0010]模擬內(nèi)井筒和模擬外井筒采用高強(qiáng)度透明的材質(zhì)。
[0011]所述絞車也安裝在底座上。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，可以研宄、評(píng)價(jià)壓縮空氣的壓力、流量配置是否科學(xué)、合理，攜水能力和攜巖能力能否滿足現(xiàn)場(chǎng)需求，進(jìn)而評(píng)價(jià)空氣鉆井的施工作業(yè)效果，為優(yōu)選符合施工要求的空氣鉆井施工作業(yè)方案，防止鉆井事故，提高工作效率的相關(guān)試驗(yàn)，提供科學(xué)依據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置的示意圖。
[0014]圖中:1_加料容器；2_進(jìn)氣壓力傳感器；3_進(jìn)氣流量計(jì)；4_出口壓力傳感器；5-輸氣泵；6_承接容器；7_計(jì)量?jī)x表；8_定滑輪；9-支桿；10-模擬外井筒；11-模擬內(nèi)井筒；12-進(jìn)液壓力傳感器；13-進(jìn)液流量計(jì)；14_輸液泵；15_絞車；16_底座；17-活動(dòng)鉸軸；18-固定片

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型的空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，包括模擬內(nèi)井筒11、模擬外井筒10、加料容器1、輸氣泵5、輸液泵14、承接容器6、絞車15，模擬外井筒10的底部通過(guò)活動(dòng)鉸軸17豎直安裝在底座16上；在模擬外井筒10的上半部外側(cè)設(shè)置有固定片18，絞車15的絞繩通過(guò)固定在底座16上的支桿9頂端的定滑輪8與固定片18固定，通過(guò)絞繩的收緊/放松帶動(dòng)模擬外井筒10以活動(dòng)鉸軸17為軸轉(zhuǎn)動(dòng)以模擬井筒傾斜角度；模擬外井筒10上部側(cè)面經(jīng)管線連接到承接容器6，管線上連接有出口壓力傳感器4，承接容器6下面連接計(jì)量?jī)x表7 ;模擬外井筒10下部側(cè)面經(jīng)管線連接到輸液泵14，管線上連接有進(jìn)液壓力傳感器12和進(jìn)液流量計(jì)13 ;模擬外井筒10的中間懸掛安裝下端無(wú)底的模擬內(nèi)井筒11，模擬內(nèi)井筒11上端安裝加料容器1，模擬內(nèi)井筒11上部側(cè)面經(jīng)管線連接到輸氣泵5，管線上連接進(jìn)氣壓力傳感器2和進(jìn)氣流量計(jì)3。
[0017]所述定滑輪8的上端與固定片18的連接點(diǎn)位于一個(gè)水平高度。
[0018]所述計(jì)量?jī)x表7、出口壓力傳感器4、進(jìn)氣壓力傳感器2、進(jìn)氣流量計(jì)3、進(jìn)液壓力傳感器12和進(jìn)液流量計(jì)13經(jīng)電纜連接到數(shù)據(jù)處理器上。
[0019]所述模擬內(nèi)井筒11長(zhǎng)度為Im?6m,外徑為50mm?150mm，筒壁厚度為6?16mm ;模擬外井筒10長(zhǎng)度為Im?6m,內(nèi)徑為80mm?250mm，筒壁厚度為8?20mmo
[0020]優(yōu)選，所述模擬內(nèi)井筒11內(nèi)徑為76mm，外徑為90mm，長(zhǎng)度為3.0m ;模擬外井筒10內(nèi)徑為127mm，外徑為150mm，長(zhǎng)度為3.4m。
[0021]所述模擬內(nèi)井筒11和模擬外井筒10采用高強(qiáng)度透明的材質(zhì)。
[0022]所述絞車15也安裝在底座16上。
[0023]本實(shí)用新型主要用于研宄、測(cè)試、評(píng)價(jià)空氣鉆井工程的相關(guān)施工條件。適用于空氣鉆井工程中，確定施工方案時(shí)對(duì)于空氣壓力、流量，攜巖能力，攜水能力的評(píng)價(jià)和優(yōu)選，以達(dá)到提高工作效率，減少或避免工程復(fù)雜事故，保證工程作業(yè)順利完成。本裝置可以模擬直井、斜井或水平井的工作狀態(tài)。
[0024]本裝置可以由輸氣泵5向模擬內(nèi)井筒輸送氣體，同時(shí)由加料容器I定量加入模擬鉆肩等試驗(yàn)樣品，由輸液泵14注入試驗(yàn)用水，混合流體由模擬內(nèi)井筒11和模擬外井筒10之間的環(huán)形空間排出到承接容器6。氣相、液相和固相分離后，液相和固相物料分別由計(jì)量?jī)x表7計(jì)量。試驗(yàn)氣體和液體的壓力、流量、溫度以及計(jì)量數(shù)據(jù)輸送到數(shù)據(jù)處理部件，輸出試驗(yàn)結(jié)果。由試驗(yàn)結(jié)果即可以研宄、評(píng)價(jià)在試驗(yàn)條件下各相關(guān)試驗(yàn)參數(shù)的作用及效果。
[0025]在空氣鉆井工程作業(yè)中，可以依據(jù)測(cè)試結(jié)果，選擇適用的注入氣體和液體的壓力、流量，達(dá)到科學(xué)合理的攜水能力和攜巖能力。這對(duì)于防止鉆井事故，提高工作效率，具有重要的意義。
[0026]采用高強(qiáng)度透明的模擬井筒，可以承受較高工作壓力，并且便于直接觀察井筒內(nèi)部流體的狀態(tài)。本實(shí)用新型采用的輸氣泵可以調(diào)節(jié)輸送氣體的壓力及流量，輸送氣體流量為0-80m3/h，壓力為O?4.0MPa。輸液泵輸送的液體流量為O?15m3/h，壓力為O?4.0MPa。計(jì)量?jī)x表可以分別計(jì)量排出液相和固相物料的含量。依據(jù)測(cè)試結(jié)果，即可以研宄、評(píng)價(jià)空氣壓力、流量，攜水能力及攜巖能力，是否科學(xué)合理，能否滿足空氣鉆井工程的要求，為空氣鉆井工程作業(yè)中，優(yōu)選科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的施工方案，提供科學(xué)依據(jù)。
[0027]本實(shí)用新型可以根據(jù)試驗(yàn)需要采用不同直徑、不同長(zhǎng)度的模擬井筒，用以模擬不同的井身結(jié)構(gòu)。采用高強(qiáng)度透明材料制作的模擬井筒，可以承受較高的工作壓力，并可以直接觀察試驗(yàn)過(guò)程中流體的變化情況。
[0028]采用的輸氣泵，可以根據(jù)試驗(yàn)需要改變?cè)囼?yàn)氣體的壓力及流量；壓力傳感器和流量計(jì)用以測(cè)定輸送氣體和液體的壓力和流量；加料容器可以定時(shí)定量添加試驗(yàn)樣品；承接容器用以收集排出的混合流體，并將混合流體中的固相和液相分離，由計(jì)量?jī)x表檢測(cè)出分離液相和固相物料的含量；采用數(shù)據(jù)處理部件，用以試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示和輸出。
[0029]例如:在加料容器I中預(yù)先加入試驗(yàn)巖肩樣品；調(diào)整輸氣泵5，向模擬內(nèi)井筒11輸送氣體，由進(jìn)氣壓力傳感器2和進(jìn)氣流量計(jì)3分別測(cè)量進(jìn)氣壓力和流量，初始進(jìn)氣流量為8m3/h ;加料容器I按初始速度7.5 kg /min加入試驗(yàn)巖肩樣品；由輸液泵14向模擬外井筒10注入試驗(yàn)用水，由進(jìn)液壓力傳感器12和進(jìn)液流量計(jì)13分別測(cè)量進(jìn)液壓力和流量，注水初始流量為15L/min?；旌狭黧w經(jīng)模擬外井筒10和模擬內(nèi)井筒11之間的環(huán)空排出，經(jīng)連接管線進(jìn)入承接容器6，由出口壓力傳感器4測(cè)量出口壓力。各測(cè)量數(shù)據(jù)信號(hào)即時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理部件，并可按操作指令輸出試驗(yàn)結(jié)果，完成試驗(yàn)。
[0030]觀察混合流體的流動(dòng)狀態(tài)，可以根據(jù)試驗(yàn)要求，調(diào)整注入壓縮空氣的壓力、流量，注水、壓力流量以及試驗(yàn)巖肩的添加速度。
[0031]當(dāng)試驗(yàn)過(guò)程中空氣氣流能夠具有較好的攜巖能力和攜水能力，可以滿足空氣鉆井的要求，各試驗(yàn)參數(shù)具有比較合理的配置，即可停止試驗(yàn)，由數(shù)據(jù)處理部件打印輸出試驗(yàn)結(jié)果O
[0032]在試驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，如果試驗(yàn)壓力、流量或試驗(yàn)溫度等相關(guān)試驗(yàn)參數(shù)發(fā)生異常，模擬試驗(yàn)裝置可以自動(dòng)停止工作，以保證試驗(yàn)工作的安全。
[0033]依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，可以作出研宄、評(píng)價(jià):試驗(yàn)氣體的壓力和流量是否配置合理，攜巖能力和攜水能力是否可以滿足空氣鉆井工程的需求，據(jù)此可以優(yōu)選、配置科學(xué)、合理的試驗(yàn)條件，為確定適用的鉆井施工方案，提高工作效率，保證工程作業(yè)的順利完成，提供科學(xué)依據(jù)。
[0034]綜上所述，本實(shí)用新型的內(nèi)容并不局限在上述的實(shí)施例中，相同領(lǐng)域內(nèi)的有識(shí)之士可以在本實(shí)用新型的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)可以輕易提出其他的實(shí)施例，但這種實(shí)施例都包括在本實(shí)用新型的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括模擬內(nèi)井筒(11)、模擬外井筒(10)、加料容器(1)、輸氣泵(5)、輸液泵(14)、承接容器￠)、絞車(15)，模擬外井筒(10)的底部通過(guò)活動(dòng)鉸軸(17)豎直安裝在底座(16)上；在模擬外井筒(10)的上半部外側(cè)設(shè)置有固定片(18)，絞車(15)的絞繩通過(guò)固定在底座(16)上的支桿(9)頂端的定滑輪(8)與固定片(18)固定，通過(guò)絞繩的收緊/放松帶動(dòng)模擬外井筒(10)以活動(dòng)鉸軸(17)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)以模擬井筒傾斜角度；模擬外井筒(10)上部側(cè)面經(jīng)管線連接到承接容器(6)，管線上連接有出口壓力傳感器(4)，承接容器(6)下面連接計(jì)量?jī)x表(7);模擬外井筒(10)下部側(cè)面經(jīng)管線連接到輸液泵(14)，管線上連接有進(jìn)液壓力傳感器(12)和進(jìn)液流量計(jì)(13);模擬外井筒(10)的中間懸掛安裝下端無(wú)底的模擬內(nèi)井筒(11)，模擬內(nèi)井筒(11)上端安裝加料容器(1)，模擬內(nèi)井筒(11)上部側(cè)面經(jīng)管線連接到輸氣泵(5)，管線上連接進(jìn)氣壓力傳感器(2)和進(jìn)氣流量計(jì)(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述定滑輪(8)的上端與固定片(18)的連接點(diǎn)位于一個(gè)水平高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述計(jì)量?jī)x表(7)、出口壓力傳感器(4)、進(jìn)氣壓力傳感器(2)、進(jìn)氣流量計(jì)(3)、進(jìn)液壓力傳感器(12)和進(jìn)液流量計(jì)(13)經(jīng)電纜連接到數(shù)據(jù)處理器上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述模擬內(nèi)井筒(11)長(zhǎng)度為lm?6m,外徑為50mm?150mm，筒壁厚度為6?16mm ;模擬外井筒(10)長(zhǎng)度為lm?6m,內(nèi)徑為80mm?250mm，筒壁厚度為8?20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述模擬內(nèi)井筒(11)內(nèi)徑為76mm，外徑為90mm，長(zhǎng)度為3.0m ;模擬外井筒(10)內(nèi)徑為127mm，外徑為150mm，長(zhǎng)度為3.4m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述模擬內(nèi)井筒(11)和模擬外井筒(10)采用透明的材質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣鉆井模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述絞車(15)也安裝在底座(16)上。
【文檔編號(hào)】E21B21/16GK204238892SQ201420617968
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】郭寶利, 王愛(ài)玲, 孟振期, 胡毅, 李 浩, 趙世軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司