專利名稱：一種大斜度井攜砂效果模擬評價裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油儀器，尤其涉及一種大斜度井攜砂效果模擬評價裝置。
背景技術：
隨著勘探開發的需要和鉆井技術的提高，大斜度井、大位移井等復雜結構井日漸增加。受井斜角影響，大斜度井段與水平井段中，由于巖屑顆粒易于沉積于井壁下側形成巖屑床，導致環空中巖屑的運移方式及規律與垂直井存在很大差別。如果巖屑床得不到較好的清洗和控制，將會導致諸多嚴重問題，如卡鉆、憋泵、高摩阻等。因此，有必要建立起一套描述井中巖屑顆粒運移規律的模型，來探索研究斜井清除巖屑床并實現環空凈化的鉆井液水力、流變特性和研究鉆井液性能參數等對井眼凈化的影響規律，為鉆井液性能優化提供依據。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種描述井中巖屑顆粒運移規律的研究模型。為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，包括泥漿供給模塊、加砂倉、模擬鉆桿、模擬井筒、調速模塊以及升降模塊，其中泥漿供給模塊通過管道連接到模擬井筒，在泥漿供給模塊與模擬井筒之間的管道上設置加砂倉；模擬鉆桿套在模擬井筒中，兩端伸出模擬井筒并安裝在升降模塊上；調速模塊驅動模擬鉆桿在模擬井筒中轉動，升降模塊帶動模擬鉆桿及模擬井筒升降和傾斜。優選地，泥漿供給模塊包括通過管道順序相連的泥漿罐、泥漿泵、第一閥門以及流量計，還包括從第一閥門以及流量計之間的管道上直接連接到泥漿罐的回流管道，和設置在回流管道上的第二閥門。優選地，在泥漿泵和第一閥門之間的管道上設置有壓力傳感器。優選地，模擬鉆桿包括采用萬向節連接和傳動的多個小段。優選地，模擬井筒采用玻璃制成，半邊內壁采用粘砂處理，另外半邊內壁透明。優選地，調速模塊包括調速電機和轉速傳感器，調速電機連接模擬鉆桿的一端，驅動模擬鉆桿轉動。優選地，該裝置包括通過管道相連的砂液分離器以及加藥泵，砂液分離器通過管道連接到模擬井筒上，加藥泵通過管道連接到泥漿罐中。優選地，在砂液分離器與模擬井筒之間的管道上設置有第三閥門。優選地，該裝置包括設置在加藥泵與泥漿罐之間的管道上的噴射器。優選地，該裝置包括兩端均連接在模擬井筒上的壓差變送器。與現有技術相比，本實用新型的實施例可以模擬評價0-90度的大斜度井攜砂效果。
圖1為本實用新型實施例大斜度井攜砂效果模擬評價裝置的組成示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下文中將結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。如圖1所示，本實用新型實施例的大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，主要包括泥漿供給模塊、加砂倉7、模擬鉆桿10、模擬井筒11、調速模塊以及升降模塊。存儲有泥漿的泥漿供給模塊通過管道連接到模擬井筒11，往模擬井筒11中注入泥漿。在泥漿供給模塊與模擬井筒11之間的管道上設置加砂倉7，將石英砂添加到管道中，隨同泥漿一起送入模擬井筒11中進行模擬實驗。|旲擬鉆桿10套在|旲擬井筒11中，兩端伸出|旲擬井筒并安裝在升降|旲塊上。調速模塊驅動模擬鉆桿10在模擬井筒11中轉動。內部采用粘砂處理的模擬井筒11可以模擬0-90度的井斜角。升降模塊帶動模擬鉆桿10及模擬井筒11升降和傾斜，調整模擬井筒11的角度。如圖1所示，本實用新型的實施例中，泥漿供給模塊包括通過管道順序相連的泥漿罐1、泥漿泵2、第一閥門4以及流量計6，還包括從第一閥門4以及流量計6之間的管道上直接連接到泥漿罐I的回流管道，和設置在回流管道上的第二閥門5。在泥漿泵2和第一閥門4之間的管道上設置有壓力傳感器3。流量計6可以監測泥漿泵2出口的流量。如圖1所示，本實用新型的實施例還可以包括通過管道相連的砂液分離器16以及加藥泵17，砂液分離器16通過管道連接到模擬井筒11上，加藥泵17通過管道連接到泥漿罐I中。在砂液分離器16與模擬井筒11之間的管道上設置有第三閥門14。在應用時，第三閥門14設置為常開。砂液分離器16對模擬井筒11中流出的混合物體分離成固相物體和液相物體，其中的固相物體主要為石英砂，液相物體主要為泥漿。分離出來的泥漿通過加藥泵17的處理后重新注入到泥漿罐I中循環運行。如圖1所示，本實用新型的實施例還包括噴射器18，設置在加藥泵17與泥漿罐I之間的管道上，將加藥泵17中的液相物體注入到泥漿罐I中循環運行。如圖1所示，本實用新型的實施例還可以包括壓差變送器15，壓差變送器15的兩端均連接在模擬井筒11上，采集模擬井筒11中的壓力損失并傳輸到外部處理設備存儲。如圖1所示，本實用新型實施例中，調速模塊包括調速電機9和轉速傳感器8。調速電機9連接模擬鉆桿10的一端，驅動模擬鉆桿10進行轉動。本實用新型的實施例中，模擬鉆桿10包括采用萬向節連接和傳動的多個小段。內部采用粘砂處理的模擬井筒中，管狀的模擬井筒可以模擬水平井和垂直井，采用玻璃制成。本實用新型的實施例，選取的是內部采用粘砂處理的模擬井筒，能夠增加摩擦系數。內部采用粘砂處理的模擬井筒，半邊內壁采用粘砂處理，另外半邊內壁透明，便于觀察。本實用新型的實施例中，存儲泥漿的泥漿罐I上安裝電加熱器(圖中未示出)，該電加熱器的升溫范圍為室溫 80攝氏度。本實用新型的實施例中，存儲泥漿的泥漿罐I中還設置有攪拌器(圖中未示出)，可以采用無級變速方式攪拌泥漿罐I中的泥漿。本實用新型的實施例中，升降模塊包括升降電機12、支座13、升降支架19等，升降支架19設置在支座13上，通過升降電機12帶動模擬鉆桿10及模擬井筒11升降和傾斜。如圖1所示的本實用新型的實施例，在應用時，先在泥漿罐I中加入適量泥漿，并進行充分攪拌。打開調速電機9使模擬鉆桿10開始轉動，然后打開第一閥門4，通過泥漿泵2將泥漿打入模擬井筒11中，同時打開加砂倉7將石英砂伴隨泥漿一同注入到模擬井筒11進行模擬試驗。實驗過程中，調節升降電機12，可以使模擬井筒11模擬0 90°變化的井斜角，再通過壓差變送器15將模擬井筒11中的壓力損失情況傳輸到計算機上進行儲存。在整個試驗過程中，第三閥門14始終保持開啟狀態，使模擬井筒11中出來的泥漿和石英砂通過砂液分離器16進行分離后，讓泥漿通過加藥泵17處理后經噴射器18注入到泥漿罐I中循環運行。本實用新型的實施例可以對大斜度井(0 90度的斜度井)攜砂效果進行評價，模擬大斜度井清除巖屑床并評估環空凈化的鉆井液水力、流變特性和研究鉆井液性能參數等對井眼凈化的影響規律。本實用新型的實施例中，模擬井筒采用高強度透明玻璃制成，可以通過移動攝像機對整過實驗過程進行跟蹤記錄。本實用新型的實施例可以建立井中巖屑顆粒運移規律的模型，模擬研究斜井清除巖屑床并實現環空凈化的鉆井液水力、流變特性。本實用新型的實施例可以用來研究鉆井液性能參數等對井眼凈化的影響規律，為鉆井液性能優化提供依據。本實用新型的實施例中，模擬井筒采用高強度透明玻璃，能夠非常直觀地觀察整個實驗的過程。雖然本實用新型所揭露的實施方式如上，但所述的內容只是為了便于理解本實用新型而采用的實施方式，并非用以限定本實用新型。任何本實用新型所屬技術領域內的技術人員，在不脫離本實用新型所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作任何的修改與變化，但本實用新型的專利保護范圍，仍須以所附的權利要求書所界定的范圍為準。
權利要求1.一種大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，其特征在于，包括泥漿供給模塊、加砂倉、模 擬鉆桿、模擬井筒、調速模塊以及升降模塊，其中 泥漿供給模塊通過管道連接到模擬井筒，在泥漿供給模塊與模擬井筒之間的管道上設置加砂倉；模擬鉆桿套在模擬井筒中，兩端伸出模擬井筒并安裝在升降模塊上；調速模塊驅動模擬鉆桿在模擬井筒中轉動，升降模塊帶動模擬鉆桿及模擬井筒升降和傾斜。
2.根據權利要求1所述的大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，其特征在于，泥漿供給模塊包括通過管道順序相連的泥漿罐、泥漿泵、第一閥門以及流量計，還包括從第一閥門以及流量計之間的管道上直接連接到泥漿罐的回流管道，和設置在回流管道上的第二閥門。
3.根據權利要求2所述的大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，其特征在于，在泥漿泵和第一閥門之間的管道上設置有壓力傳感器。
4.根據權利要求1所述的大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，其特征在于，模擬鉆桿包括采用萬向節連接和傳動的多個小段。
5.根據權利要求1所述的大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，其特征在于， 模擬井筒采用玻璃制成，半邊內壁采用粘砂處理，另外半邊內壁透明。
6.根據權利要求1所述的大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，其特征在于，調速模塊包括調速電機和轉速傳感器，調速電機連接模擬鉆桿的一端，驅動模擬鉆桿轉動。
7.根據權利要求1所述的大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，其特征在于，該裝置包括通過管道相連的砂液分離器以及加藥泵，砂液分離器通過管道連接到模擬井筒上，加藥泵通過管道連接到泥漿罐中。
8.根據權利要求7所述的大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，其特征在于，在砂液分離器與模擬井筒之間的管道上設置有第三閥門。
9.根據權利要求7所述的大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，其特征在于，該裝置包括設置在加藥泵與泥漿罐之間的管道上的噴射器。
10.根據權利要求1所述的大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，其特征在于，該裝置包括兩端均連接在模擬井筒上的壓差變送器。
專利摘要本實用新型公開了一種大斜度井攜砂效果模擬評價裝置，描述井中巖屑顆粒運移規律的研究模型。該裝置包括泥漿供給模塊、加砂倉、模擬鉆桿、模擬井筒、調速模塊以及升降模塊，泥漿供給模塊通過管道連接到模擬井筒，在泥漿供給模塊與模擬井筒之間的管道上設置加砂倉；模擬鉆桿套在模擬井筒中，兩端伸出模擬井筒并安裝在升降模塊上；調速模塊驅動模擬鉆桿在模擬井筒中轉動，升降模塊帶動模擬鉆桿及模擬井筒升降和傾斜。本實用新型的實施例可以模擬評價0-90度的大斜度井攜砂效果。
文檔編號E21B47/00GK202900235SQ20122046235
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日
發明者徐博韜, 王昌軍, 苗海龍, 劉罡, 王志龍, 耿鐵, 李自立, 陳忠華, 張亞, 陳泉海, 任重 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務股份有限公司, 長江大學, 湖北創聯石油科技有限公司