一种模拟天然气水合物钻水平井冲砂洗井实验装置的制作方法

本实用新型涉及天然气水合物开采技术领域的一种模拟天然气水合物钻水平井冲砂洗井实验装置。

背景技术：

天然气水合物又称“可燃冰”，在我国主要分布于南中国海和内陆的永久冻土层地带。天然气水合物在海底的存在方式主要有两种：成岩和非成岩。在天然气水合物开采的过程中，海底储层都是泥沙，若出现油井出砂不及时清除的话会造成井内砂子逐渐沉淀，砂柱增高，堵塞环空管道，增加流动阻力，井眼净化出现问题甚至导致卡钻等事故的产生，不仅对开采造成严重的影响也对钻具组合造成很大的破坏。因此，有必要对天然气水合物钻水平井过程中何时会产生砂堵？产生砂堵的临界钻井液流速是多少？产生砂堵后进行冲砂解堵时所需钻井液流速是多少？对于不同钻具组合进行解堵的临界流速是多少等问题进行研究。所以，有必要发明一种模拟天然气水合物钻水平井冲砂洗井实验装置对以上问题进行室内实验研究。

技术实现要素：

本实用新型目的是：提供了一种模拟天然气水合物钻水平井冲砂洗井实验装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型一种模拟天然气水合物钻水平井冲砂洗井实验装置，主要由贮水槽、水泵、液体流量计、接头、外管、内管、岩屑储集室、尼龙漏斗、岩屑漏斗、内管固定端、液固两相分离器和干燥器组成。贮水槽分别与水泵和液体流量计相连，液固两相分离器分离出的液体流入贮水槽重新使用，分离出的固体经干燥器干燥后从新进入尼龙漏斗和岩屑漏斗重新使用。外管和内管采用亚克力玻璃可视化制作而成，且通过接头可根据现场实际工况更换外管和内管的尺寸进行实验研究；岩屑储集室的左右两边分别为尼龙漏斗和岩屑漏斗，用于使尼龙和岩屑进入岩屑储集室。在整个实验过程中尼龙模拟天然气水合物固体，岩屑模拟储层内的泥岩，外管和内管分别模拟钻水平井实际工况下的套管和钻杆，清水模拟钻井液进行天然气水合物钻水平井冲砂洗井研究。

本实用新型的优点：使用方便快捷、可视化操作、实验装置造价低，在整个实验过程中水、尼龙和岩屑都回收重新使用节约能源和材料，能很好的模拟天然气水合物钻水平井冲砂洗井过程。

附图说明

图1是本实用新型一种模拟天然气水合物钻水平井冲砂洗井实验装置的结构示意图。

图中：1.贮水槽，2.水泵，3.液体流量计，4.接头，5.外管，6.内管，7.岩屑储集室，8.尼龙漏斗，9.岩屑漏斗，10.内管固定端，11.液固两相分离器，12.干燥器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型一种模拟天然气水合物钻水平井冲砂洗井实验装置，主要由贮水槽1、水泵2、液体流量计3、接头4、外管5、内管6、岩屑储集室7、尼龙漏斗8、岩屑漏斗9、内管固定端10、液固两相分离器11和干燥器12组成。贮水槽1分别与水泵2和液体流量计3相连，液固两相分离器11分离出的液体流入贮水槽1重新使用，分离出的固体经干燥器12干燥后从新进入尼龙漏斗8和岩屑漏斗9重新使用。

如图1所示，具体模拟过程为：首先打开岩屑储集室7下部的开关，使岩屑和尼龙一起填满外管5的最右端，水从贮水槽1流出后依次经水泵2加压，液体流量计3计量后从内管6进入模拟装置，水在内管6内从左往右流动冲击外管5最右端的岩屑层，从而模拟天然气水合物钻水平井冲砂洗井过程，整个实验过程为可视化实验，通过改变泵排量的大小得到不同钻井液流速，从而模拟现场实际工况。冲砂过后的水、岩屑和尼龙一起在环空内流动，最终进入液固两相分离器11，分离出的液体进入贮水槽1进行重新使用，不会造成水资源浪费；分离出的尼龙和岩屑经过干燥器12干燥后重新进入尼龙漏斗8、岩屑漏斗9进行重新使用，不会造成资源的浪费。整个实验过程中是可视化过程，在实验过程中通过摄像机记录实验现象能很好的得到现场实际冲砂过程，得到最优参数，即这个实验过程结束。