专利名称：一种大斜度井携砂效果模拟评价装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油仪器，尤其涉及一种大斜度井携砂效果模拟评价装置。
背景技术：
随着勘探开发的需要和钻井技术的提高，大斜度井、大位移井等复杂结构井日渐增加。受井斜角影响，大斜度井段与水平井段中，由于岩屑颗粒易于沉积于井壁下侧形成岩屑床，导致环空中岩屑的运移方式及规律与垂直井存在很大差别。如果岩屑床得不到较好的清洗和控制，将会导致诸多严重问题，如卡钻、憋泵、高摩阻等。因此，有必要建立起一套描述井中岩屑颗粒运移规律的模型，来探索研究斜井清除岩屑床并实现环空净化的钻井液水力、流变特性和研究钻井液性能参数等对井眼净化的影响规律，为钻井液性能优化提供依据。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种描述井中岩屑颗粒运移规律的研究模型。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种大斜度井携砂效果模拟评价装置，包括泥浆供给模块、加砂仓、模拟钻杆、模拟井筒、调速模块以及升降模块，其中泥浆供给模块通过管道连接到模拟井筒，在泥浆供给模块与模拟井筒之间的管道上设置加砂仓；模拟钻杆套在模拟井筒中，两端伸出模拟井筒并安装在升降模块上；调速模块驱动模拟钻杆在模拟井筒中转动，升降模块带动模拟钻杆及模拟井筒升降和倾斜。优选地，泥浆供给模块包括通过管道顺序相连的泥浆罐、泥浆泵、第一阀门以及流量计，还包括从第一阀门以及流量计之间的管道上直接连接到泥浆罐的回流管道，和设置在回流管道上的第二阀门。优选地，在泥浆泵和第一阀门之间的管道上设置有压力传感器。优选地，模拟钻杆包括采用万向节连接和传动的多个小段。优选地，模拟井筒采用玻璃制成，半边内壁采用粘砂处理，另外半边内壁透明。优选地，调速模块包括调速电机和转速传感器，调速电机连接模拟钻杆的一端，驱动模拟钻杆转动。优选地，该装置包括通过管道相连的砂液分离器以及加药泵，砂液分离器通过管道连接到模拟井筒上，加药泵通过管道连接到泥浆罐中。优选地，在砂液分离器与模拟井筒之间的管道上设置有第三阀门。优选地，该装置包括设置在加药泵与泥浆罐之间的管道上的喷射器。优选地，该装置包括两端均连接在模拟井筒上的压差变送器。与现有技术相比，本实用新型的实施例可以模拟评价0-90度的大斜度井携砂效果。
图1为本实用新型实施例大斜度井携砂效果模拟评价装置的组成示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。如图1所示，本实用新型实施例的大斜度井携砂效果模拟评价装置，主要包括泥浆供给模块、加砂仓7、模拟钻杆10、模拟井筒11、调速模块以及升降模块。存储有泥浆的泥浆供给模块通过管道连接到模拟井筒11，往模拟井筒11中注入泥浆。在泥浆供给模块与模拟井筒11之间的管道上设置加砂仓7，将石英砂添加到管道中，随同泥浆一起送入模拟井筒11中进行模拟实验。|旲拟钻杆10套在|旲拟井筒11中，两端伸出|旲拟井筒并安装在升降|旲块上。调速模块驱动模拟钻杆10在模拟井筒11中转动。内部采用粘砂处理的模拟井筒11可以模拟0-90度的井斜角。升降模块带动模拟钻杆10及模拟井筒11升降和倾斜，调整模拟井筒11的角度。如图1所示，本实用新型的实施例中，泥浆供给模块包括通过管道顺序相连的泥浆罐1、泥浆泵2、第一阀门4以及流量计6，还包括从第一阀门4以及流量计6之间的管道上直接连接到泥浆罐I的回流管道，和设置在回流管道上的第二阀门5。在泥浆泵2和第一阀门4之间的管道上设置有压力传感器3。流量计6可以监测泥浆泵2出口的流量。如图1所示，本实用新型的实施例还可以包括通过管道相连的砂液分离器16以及加药泵17，砂液分离器16通过管道连接到模拟井筒11上，加药泵17通过管道连接到泥浆罐I中。在砂液分离器16与模拟井筒11之间的管道上设置有第三阀门14。在应用时，第三阀门14设置为常开。砂液分离器16对模拟井筒11中流出的混合物体分离成固相物体和液相物体，其中的固相物体主要为石英砂，液相物体主要为泥浆。分离出来的泥浆通过加药泵17的处理后重新注入到泥浆罐I中循环运行。如图1所示，本实用新型的实施例还包括喷射器18，设置在加药泵17与泥浆罐I之间的管道上，将加药泵17中的液相物体注入到泥浆罐I中循环运行。如图1所示，本实用新型的实施例还可以包括压差变送器15，压差变送器15的两端均连接在模拟井筒11上，采集模拟井筒11中的压力损失并传输到外部处理设备存储。如图1所示，本实用新型实施例中，调速模块包括调速电机9和转速传感器8。调速电机9连接模拟钻杆10的一端，驱动模拟钻杆10进行转动。本实用新型的实施例中，模拟钻杆10包括采用万向节连接和传动的多个小段。内部采用粘砂处理的模拟井筒中，管状的模拟井筒可以模拟水平井和垂直井，采用玻璃制成。本实用新型的实施例，选取的是内部采用粘砂处理的模拟井筒，能够增加摩擦系数。内部采用粘砂处理的模拟井筒，半边内壁采用粘砂处理，另外半边内壁透明，便于观察。本实用新型的实施例中，存储泥浆的泥浆罐I上安装电加热器(图中未示出)，该电加热器的升温范围为室温 80摄氏度。本实用新型的实施例中，存储泥浆的泥浆罐I中还设置有搅拌器(图中未示出)，可以采用无级变速方式搅拌泥浆罐I中的泥浆。本实用新型的实施例中，升降模块包括升降电机12、支座13、升降支架19等，升降支架19设置在支座13上，通过升降电机12带动模拟钻杆10及模拟井筒11升降和倾斜。如图1所示的本实用新型的实施例，在应用时，先在泥浆罐I中加入适量泥浆，并进行充分搅拌。打开调速电机9使模拟钻杆10开始转动，然后打开第一阀门4，通过泥浆泵2将泥浆打入模拟井筒11中，同时打开加砂仓7将石英砂伴随泥浆一同注入到模拟井筒11进行模拟试验。实验过程中，调节升降电机12，可以使模拟井筒11模拟0 90°变化的井斜角，再通过压差变送器15将模拟井筒11中的压力损失情况传输到计算机上进行储存。在整个试验过程中，第三阀门14始终保持开启状态，使模拟井筒11中出来的泥浆和石英砂通过砂液分离器16进行分离后，让泥浆通过加药泵17处理后经喷射器18注入到泥浆罐I中循环运行。本实用新型的实施例可以对大斜度井(0 90度的斜度井)携砂效果进行评价，模拟大斜度井清除岩屑床并评估环空净化的钻井液水力、流变特性和研究钻井液性能参数等对井眼净化的影响规律。本实用新型的实施例中，模拟井筒采用高强度透明玻璃制成，可以通过移动摄像机对整过实验过程进行跟踪记录。本实用新型的实施例可以建立井中岩屑颗粒运移规律的模型，模拟研究斜井清除岩屑床并实现环空净化的钻井液水力、流变特性。本实用新型的实施例可以用来研究钻井液性能参数等对井眼净化的影响规律，为钻井液性能优化提供依据。本实用新型的实施例中，模拟井筒采用高强度透明玻璃，能够非常直观地观察整个实验的过程。虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求1.一种大斜度井携砂效果模拟评价装置，其特征在于，包括泥浆供给模块、加砂仓、模 拟钻杆、模拟井筒、调速模块以及升降模块，其中 泥浆供给模块通过管道连接到模拟井筒，在泥浆供给模块与模拟井筒之间的管道上设置加砂仓；模拟钻杆套在模拟井筒中，两端伸出模拟井筒并安装在升降模块上；调速模块驱动模拟钻杆在模拟井筒中转动，升降模块带动模拟钻杆及模拟井筒升降和倾斜。
2.根据权利要求1所述的大斜度井携砂效果模拟评价装置，其特征在于，泥浆供给模块包括通过管道顺序相连的泥浆罐、泥浆泵、第一阀门以及流量计，还包括从第一阀门以及流量计之间的管道上直接连接到泥浆罐的回流管道，和设置在回流管道上的第二阀门。
3.根据权利要求2所述的大斜度井携砂效果模拟评价装置，其特征在于，在泥浆泵和第一阀门之间的管道上设置有压力传感器。
4.根据权利要求1所述的大斜度井携砂效果模拟评价装置，其特征在于，模拟钻杆包括采用万向节连接和传动的多个小段。
5.根据权利要求1所述的大斜度井携砂效果模拟评价装置，其特征在于， 模拟井筒采用玻璃制成，半边内壁采用粘砂处理，另外半边内壁透明。
6.根据权利要求1所述的大斜度井携砂效果模拟评价装置，其特征在于，调速模块包括调速电机和转速传感器，调速电机连接模拟钻杆的一端，驱动模拟钻杆转动。
7.根据权利要求1所述的大斜度井携砂效果模拟评价装置，其特征在于，该装置包括通过管道相连的砂液分离器以及加药泵，砂液分离器通过管道连接到模拟井筒上，加药泵通过管道连接到泥浆罐中。
8.根据权利要求7所述的大斜度井携砂效果模拟评价装置，其特征在于，在砂液分离器与模拟井筒之间的管道上设置有第三阀门。
9.根据权利要求7所述的大斜度井携砂效果模拟评价装置，其特征在于，该装置包括设置在加药泵与泥浆罐之间的管道上的喷射器。
10.根据权利要求1所述的大斜度井携砂效果模拟评价装置，其特征在于，该装置包括两端均连接在模拟井筒上的压差变送器。
专利摘要本实用新型公开了一种大斜度井携砂效果模拟评价装置，描述井中岩屑颗粒运移规律的研究模型。该装置包括泥浆供给模块、加砂仓、模拟钻杆、模拟井筒、调速模块以及升降模块，泥浆供给模块通过管道连接到模拟井筒，在泥浆供给模块与模拟井筒之间的管道上设置加砂仓；模拟钻杆套在模拟井筒中，两端伸出模拟井筒并安装在升降模块上；调速模块驱动模拟钻杆在模拟井筒中转动，升降模块带动模拟钻杆及模拟井筒升降和倾斜。本实用新型的实施例可以模拟评价0-90度的大斜度井携砂效果。
文档编号E21B47/00GK202900235SQ20122046235
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月11日 优先权日2012年9月11日
发明者徐博韬, 王昌军, 苗海龙, 刘罡, 王志龙, 耿铁, 李自立, 陈忠华, 张亚, 陈泉海, 任重 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油田服务股份有限公司, 长江大学, 湖北创联石油科技有限公司