一種內(nèi)防噴工具試驗的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種內(nèi)防噴工具試驗的方法及裝置，試驗的方法包括氣體鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗和常規(guī)泥漿鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗，可實現(xiàn)對不同砂量、砂的粒徑、注氣量以及不同沖蝕時間下氣體鉆井中內(nèi)防噴工具沖蝕磨損率的測定；也可實現(xiàn)對不同泥漿濃度和不同沖蝕時間下常規(guī)泥漿鉆井中內(nèi)防噴工具沖蝕磨損率的測定。試驗的裝置，主要包括風機、氣體控制閥、循環(huán)裝置，所述循環(huán)裝置包括旋風分離器、砂箱、溢流管道和水池，旋風分離器主要用于氣固的分離與循環(huán)，所述水池是旋風分離器溢流的氣體直接排放于此。本發(fā)明操作簡單、可實現(xiàn)不同鉆井工況下一種內(nèi)防噴工具試驗的方法，裝置結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，易于實現(xiàn)。
【專利說明】一種內(nèi)防噴工具試驗的方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)防噴工具試驗的方法及裝置，具體是進行室內(nèi)模擬氣體鉆井和常規(guī)泥漿鉆井過程中內(nèi)防噴工具沖蝕磨損試驗的方法及裝置，屬于石油天然氣鉆井裝置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)防噴工具作為井下工具廣泛的使用于石油鉆探現(xiàn)場起到防止井涌、井噴的作用，主要包括旋塞閥、箭型止回閥、翻板式浮閥、旁通閥和投入式止回閥。但是，由于鉆井介質(zhì)以及固相巖屑對內(nèi)防噴工具的沖蝕，導致內(nèi)防噴工具失效，大大增加了鉆井周期和鉆井成本，嚴重的會引起井涌、井噴，甚至導致人員傷亡和油氣井報廢。然而，沖蝕磨損是復雜的物理過程，目前沖蝕磨損理論還不夠完善，國內(nèi)外相關(guān)學者都是對沖蝕磨損的基本現(xiàn)象進行理論解釋。而且由于沖蝕磨損的時間周期比較長，目前國內(nèi)對沖蝕磨損基本規(guī)律的研究基本都是基于流場仿真，缺少試驗研究。
[0003]引起內(nèi)防噴工具失效的主要原因之一就是鉆井介質(zhì)和固相巖屑對其的沖蝕，很有必要在內(nèi)防噴工具投入現(xiàn)場使用之前進行相應的室內(nèi)試驗，結(jié)合試驗數(shù)據(jù)對內(nèi)防噴工具進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工藝改進，直到滿足現(xiàn)場使用要求。本發(fā)明提供一種內(nèi)防噴工具試驗的方法及裝置，對研究氣體鉆井和常規(guī)泥漿鉆井工況下內(nèi)防噴工具的試驗十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種內(nèi)防噴工具試驗的方法及裝置。完成室內(nèi)模擬氣體鉆井和常規(guī)泥漿鉆井過程中內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗，為內(nèi)防噴工具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和工藝改進提供依據(jù)。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括一種內(nèi)防噴工具試驗的方法和一種內(nèi)防噴工具試驗的裝置。
[0006]本發(fā)明一種內(nèi)防噴工具試驗的方法，包括氣體鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗和常規(guī)泥漿鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗。
[0007]所述氣體鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗，其步驟如下:
[0008]①試驗前檢查整套裝置的密封性，確保密封完好。將內(nèi)防噴工具安裝在內(nèi)防噴工具安裝位置，通過第一轉(zhuǎn)換接頭和第二轉(zhuǎn)換接頭可以滿足不同扣型和不同長度的內(nèi)防噴工具的需求；
[0009]②開啟風機，打開氣體控制閥和砂箱，鉆井介質(zhì)從鉆井介質(zhì)入口通過內(nèi)防噴工具經(jīng)過鉆井介質(zhì)出口返回到循環(huán)裝置旋風分離器，所述的旋風分離器用于分離氣體和固體，底流的砂子到砂箱重復利用，溢流的氣體通過溢流管道和軟管排放到水池，減少噪聲污染；
[0010]③在第二步驟過程中，通過砂箱可以控制砂量和砂的粒徑，以便滿足不同砂量和砂粒對內(nèi)防噴工具沖蝕磨損的影響。同時，通過氣體控制閥可以控制注氣量，以滿足不同注氣量對內(nèi)防噴工具沖蝕磨損的影響；
[0011]④經(jīng)過設定的沖蝕時間后，取下內(nèi)防噴工具，在室內(nèi)對內(nèi)防噴工具的易損部件進行SEM照片和電子天平稱重，定性和定量的分析內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損率。
[0012]所述常規(guī)泥漿鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗，其步驟如下:
[0013]①試驗前檢查整套裝置的密封性，確保密封完好。將內(nèi)防噴工具安裝在內(nèi)防噴工具安裝位置，通過第一轉(zhuǎn)換接頭和第二轉(zhuǎn)換接頭可以滿足不同扣型和不同長度的內(nèi)防噴工具的需求；
[0014]②安裝好內(nèi)防噴工具后， 開啟泥漿泵和攪拌器，泥漿通過鉆井介質(zhì)入口到內(nèi)防噴工具，經(jīng)過鉆井介質(zhì)出口返回到循環(huán)罐；
[0015]③經(jīng)過設定的沖蝕時間后，取下內(nèi)防噴工具，在室內(nèi)對內(nèi)防噴工具的易損部件進行SEM照片和電子天平稱重，定性和定量的分析內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損率；
[0016]本發(fā)明一種內(nèi)防噴工具試驗的裝置，主要包括風機、氣體控制閥、循環(huán)裝置，所述風機提供模擬氣體鉆井鉆井介質(zhì)，所述氣體控制閥的作用是控制注氣量；用于氣體和砂子的循環(huán)裝置包括旋風分離器、砂箱、溢流管道、軟管和水池，旋風分離器主要用于氣固的分離與循環(huán)，所述水池是旋風分離器溢流的氣體直接排放于此，減少噪聲污染；用于泥漿的循環(huán)裝置主要包括循環(huán)罐和攪拌器。
[0017]采用本發(fā)明可以實現(xiàn)對不同砂量、砂的粒徑、注氣量以及不同沖蝕時間下氣體鉆井中內(nèi)防噴工具沖蝕磨損率的測定；也可實現(xiàn)對不同泥漿濃度和不同沖蝕時間下常規(guī)泥漿鉆井中內(nèi)防噴工具沖蝕磨損率的測定。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點:操作簡單、可實現(xiàn)不同鉆井工況下一種內(nèi)防噴工具試驗的方法，其試驗裝置結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，易于實現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明一種內(nèi)防噴工具試驗的方法及裝置的試驗方法的框圖；
[0020]圖2是本發(fā)明一種內(nèi)防噴工具試驗的方法及裝置的示意圖；
[0021]圖3是本發(fā)明模擬氣體鉆井過程的示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明模擬常規(guī)泥漿鉆井過程的示意圖。
[0023]圖中:1.鉆井介質(zhì)入口，2.風機，3.氣體控制閥，4.砂箱，5.旋風分離器，6.溢流管道，7.軟管，8.水池，9.鉆井介質(zhì)出口，10.內(nèi)防噴工具安裝位置，11.循環(huán)罐，12.攪拌器，13.泥衆(zhòng)栗，14.弟一轉(zhuǎn)換接頭，15.弟二轉(zhuǎn)換接頭。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及【具體實施方式】進一步說明本發(fā)明:
[0025]如圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明一種內(nèi)防噴工具試驗的裝置，主要包括風機2、氣體控制閥3、循環(huán)裝置，所述風機2提供模擬氣體鉆井鉆井介質(zhì)，所述氣體控制閥3的作用是控制注氣量；用于氣體和砂子的循環(huán)裝置包括旋風分離器5、砂箱4、溢流管道6、軟管7和水池8，所述旋風分離器5主要用于氣固的分離與循環(huán)；所述水池8是旋風分離器5溢流的氣體直接排放于此，減少噪聲污染。模擬常規(guī)泥漿鉆井鉆井介質(zhì)的泥漿泵13是動力源，將循環(huán)罐11中的泥漿壓到內(nèi)防噴工具中；用于泥漿的循環(huán)裝置主要包括循環(huán)罐11和攪拌器12。內(nèi)防噴工具安裝在內(nèi)防噴工具安裝位置10，鉆井介質(zhì)由鉆井介質(zhì)入口 I進入，經(jīng)過內(nèi)防噴工具通過鉆井介質(zhì)出口 9進入旋風分離器5或循環(huán)罐11 ;內(nèi)防噴工具與鉆井介質(zhì)入口 I和鉆井介質(zhì)出口 9都是通過扣連接，設有第一轉(zhuǎn)換接頭14和第二轉(zhuǎn)換接頭15，以便滿足不同扣型和不同長度的內(nèi)防噴工具的試驗需求。
[0026]本發(fā)明一種內(nèi)防噴工具試驗的方法，包括氣體鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗和常規(guī)泥漿鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗。
[0027]所述氣體鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗，其步驟如下:
[0028]①試驗前檢查整套裝置的密封性，確保密封完好。將內(nèi)防噴工具安裝在內(nèi)防噴工具安裝位置10，通過第一轉(zhuǎn)換接頭14和第二轉(zhuǎn)換接頭15可以滿足不同扣型和不同長度的內(nèi)防噴工具的需求；
[0029]②開啟風機2，打開氣體控制閥3和砂箱4，鉆井介質(zhì)從鉆井介質(zhì)入口 I通過內(nèi)防噴工具經(jīng)過鉆井介質(zhì)出口 9返回到循環(huán)裝置旋風分離器5，所述旋風分離器5用于分離氣體和固體，底流的砂子到砂箱4重復利用，溢流的氣體通過溢流管道6和軟管7排放到水池8，減少噪聲污染；
[0030]③在第二步驟過程中，通過砂箱4可以控制砂量和砂的粒徑，以便滿足不同砂量和砂粒對內(nèi)防噴工具沖蝕磨損的影響；同時，通過氣體控制閥3可以控制注氣量，以滿足不同注氣量對內(nèi)防噴工具沖蝕磨損的影響；
[0031]④經(jīng)過設定的沖蝕時間后，取下內(nèi)防噴工具，在室內(nèi)對內(nèi)防噴工具的易損部件進行SEM照片和電子天平稱重，定性和定量的分析內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損率。
[0032]所述常規(guī)泥漿鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗，其步驟如下:
[0033]①試驗前檢查整套裝置的密封性，確保密封完好。將內(nèi)防噴工具安裝在內(nèi)防噴工具安裝位置10，通過第一轉(zhuǎn)換接頭14和第二轉(zhuǎn)換接頭15可以滿足不同扣型和不同長度的內(nèi)防噴工具的需求；
[0034]②安裝好內(nèi)防噴工具后，開啟泥漿泵13和攪拌器12，泥漿通過鉆井介質(zhì)入口 I到內(nèi)防噴工具，經(jīng)過鉆井介質(zhì)出口 9返回到循環(huán)罐11 ；
[0035]③經(jīng)過設定的沖蝕時間后，取下內(nèi)防噴工具，在室內(nèi)對內(nèi)防噴工具的易損部件進行SEM照片和電子天平稱重，定性和定量的分析內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損率。
[0036]本發(fā)明可以滿足不同鉆井工況下，不同扣型和不同長度的內(nèi)防噴工具的試驗，而且鉆井介質(zhì)都可以重復循環(huán)利用，減少污染。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)防噴工具試驗的方法，包括氣體鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗和常規(guī)泥漿鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗，其特征在于，所述氣體鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗，其步驟如下: ①試驗前檢查整套裝置的密封性，確保密封完好；將內(nèi)防噴工具安裝在內(nèi)防噴工具安裝位置(10)，通過第一轉(zhuǎn)換接頭(14)和第二轉(zhuǎn)換接頭(15)可以滿足不同扣型和不同長度的內(nèi)防噴工具的需求；②開啟風機(2)，打開氣體控制閥(3)和砂箱(4)，鉆井介質(zhì)從鉆井介質(zhì)入口(I)通過內(nèi)防噴工具經(jīng)過鉆井介質(zhì)出口(9)返回到循環(huán)裝置旋風分離器(5)，所述旋風分離器(5)用于分離氣體和固體，底流的砂子到砂箱(4)重復利用，溢流的氣體通過溢流管道(6)和軟管(7)排放到水池(8)，減少噪聲污染；③在第二步驟過程中，通過砂箱(4)可以控制砂量和砂的粒徑，以便滿足不同砂量和砂粒對內(nèi)防噴工具沖蝕磨損的影響；同時，通過氣體控制閥(3)可以控制注氣量，以滿足不同注氣量對內(nèi)防噴工具沖蝕磨損的影響經(jīng)過設定的沖蝕時間后，取下內(nèi)防噴工具，在室內(nèi)對內(nèi)防噴工具的易損部件進行SEM照片和電子天平稱重，定性和定量的分析內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損率； 所述常規(guī)泥漿鉆井內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損試驗，其步驟如下: ①試驗前檢查整套裝置的密封性，確保密封完好，將內(nèi)防噴工具安裝在內(nèi)防噴工具安裝位置(10)，通過第一轉(zhuǎn)換接頭(14)和第二轉(zhuǎn)換接頭(15)可以滿足不同扣型和不同長度的內(nèi)防噴工具的需求；②安裝好內(nèi)防噴工具后，開啟泥漿泵(13)和攪拌器(12)，泥漿通過鉆井介質(zhì)入口(I)到內(nèi)防噴工具，經(jīng)過鉆井介質(zhì)出口(9)返回到循環(huán)罐(11);③經(jīng)過設定的沖蝕時間后，取下內(nèi)防噴工具，在室內(nèi)對內(nèi)防噴工具的易損部件進行SEM照片和電子天平稱重，定性和定量的分析內(nèi)防噴工具的沖蝕磨損率。
2.—種內(nèi)防噴工具 試驗的裝置，主要包括風機(2)、氣體控制閥(3)、循環(huán)裝置，其特征在于，所述風機(2)提供模擬氣體鉆井鉆井介質(zhì)，所述氣體控制閥(3)的作用是控制注氣量；用于氣體和砂子的循環(huán)裝置包括旋風分離器(5)、砂箱(4)、溢流管道(6)、軟管(7)和水池(8)，所述旋風分離器(5)主要用于氣固的分離與循環(huán)；模擬常規(guī)泥漿鉆井鉆井介質(zhì)的泥漿泵(13)是動力源，將循環(huán)罐(11)中的泥漿壓到內(nèi)防噴工具中；用于泥漿的循環(huán)裝置主要包括循環(huán)罐(11)和攪拌器(12)。
【文檔編號】G01N3/56GK104007033SQ201410247219
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】張曉東, 汪凱 申請人:西南石油大學