一种井下环空压力模拟实验装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种井下环空压力模拟实验装置及方法。现有环空压力模拟装置模拟的环空压力存在波动。本发明装置中手动打压泵的入口经单向阀和过滤网与钻井液容器连通，出口经单向阀与蓄能器输入口、截止阀一端、快换接头一端及取样装置输入口连通；截止阀另一端与过滤网输入口连通。本发明方法：关闭截止阀，通过快换接头向蓄能器内通入检测气体；手动打压泵打压，钻井液容器内的钻井液经过滤网及单向阀被打入蓄能器与检测气体混合，压力表的读数到达预设模拟压力时停止打压；取样装置从蓄能器中抽取钻井液并外排；打开截止阀。本发明在模拟压力介质的抽取与外排时，蓄能器保证模拟压力的恒定，避免压力变化引起所测油气信息的变化。
【专利说明】
一种井下环空压力模拟实验装置及方法
技术领域
[0001]本发明属于环境模拟实验设备领域，具体涉及一种井下环空压力模拟实验装置及方法，特别适合油田随钻气体检测中井下钻井液抽取及外排环境模拟实验测试。
【背景技术】
[0002]传统气测录井技术通过检测钻井液携带的油气信息达到发现和评价油气层的目的，因其对上行到地面的钻井液进行处理和检测，所以存在信息滞后和油气定量分析困难等问题。目前斯伦贝谢、哈利伯顿、贝克休斯等几大国外油田技术服务公司均开展了井下随钻气体检测技术的相关研究，目标是研制出随钻气体测试仪器，便于在数千米的井下完成对钻井液中油气信息的检测。为了在井下能检测到油气信息，仪器需要将井下环空钻井液抽至其内部的检测装置，检测后并将抽取的井下钻井液外排至环空，为了在地面上模拟井下钻井液的抽取与外排，需设计制造一种井下环空压力模拟实验装置。
[0003]目前，有关井下环境模拟的技术装置有多种，但关于井下环空压力压模拟的相关研究较少。
[0004]在申请号为CN201110328439.3的专利申请中，提到的环空压力模拟模块包括电机、液压栗、电磁阀、调速阀、增压缸、电磁换向阀和压力传感器，模块采用高温液压油作为介质，通过液压系统向模拟井筒内提供不同压力的高压油，用来模拟环空压力。此专利环空压力模拟存在的问题是当环空压力大于或小于预设的压力值时，该装置是通过数据采集与控制模块让电磁阀和液压栗进行相应的动作来实现环空压力的稳定的，所以存在一定压力波动。其模拟的环空压力介质为液压油，模拟的环空压力介质比较单一。无法模拟井下钻井液的抽取与外排过程。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有井下环空压力模拟实验装置的不足，提供一种井下环空压力模拟实验装置及方法，以便能真实模拟井下环空钻井液抽取时的压力环境。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007]本发明一种井下环空压力模拟实验装置，包括钻井液容器、过滤网、单向阀、手动打压栗、截止阀、快换接头、蓄能器、压力表和取样装置;所述手动打压栗的入口经单向阀和过滤网与钻井液容器连通;手动打压栗的出口经单向阀与蓄能器的输入口、截止阀的一端、快换接头的一端及取样装置的输入口连通。所述截止阀的另一端与过滤网的输入口连通；所述的压力表设置在蓄能器输入口。
[0008]该井下环空压力模拟实验装置进行井下环空压力模拟的方法，具体如下:
[0009]首先关闭截止阀，通过快换接头向蓄能器内通入检测气体，然后通过手动打压栗的打压，钻井液容器内的钻井液经过滤网过滤后再经单向阀被打入到蓄能器中与检测气体混合，直至压力表的读数到达预设模拟压力大小，停止打压。此时井下环空钻井液压力模拟环境已建立，取样装置从蓄能器中抽取预设模拟压力下的钻井液并外排，然后打开截止阀卸掉预设模拟压力。
[0010]本发明的有益效果是:
[0011]1、在模拟压力介质的抽取与外排时，蓄能器能保证模拟压力的恒定，避免了压力变化引起所测油气信息的变化。
[0012]2、模拟的环空压力介质可以是多种流体，更符合固、液、气共存的实际工况。
[0013]3、装置结构简单，降低了试验难度。
【附图说明】
[0014]图1是本发明装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0016]如图1所示，一种井下环空压力模拟实验装置，包括钻井液容器1、过滤网2、单向阀
3、手动打压栗4、截止阀5、快换接头6、蓄能器7、压力表8和取样装置9;手动打压栗4的入口经单向阀3和过滤网2与钻井液容器I连通;手动打压栗4的出口经单向阀3与蓄能器7的输入口、截止阀5的一端、快换接头6的一端及取样装置9的输入口连通。截止阀5的另一端与过滤网2的输入口连通;压力表8设置在蓄能器7输入口。快换接头6的另一端通入检测气体。
[0017]该井下环空压力模拟实验装置进行井下环空压力模拟的方法，具体如下:
[0018]首先关闭截止阀5，通过快换接头6向蓄能器7内通入检测气体，然后通过手动打压栗4的打压，钻井液容器I内的钻井液经过滤网2过滤后再经单向阀3被打入到蓄能器中与检测气体混合，直至压力表8的读数到达预设模拟压力大小，停止打压。此时井下环空钻井液压力模拟环境已建立，取样装置9从蓄能器7中抽取预设模拟压力下的钻井液并外排，然后打开截止阀5卸掉预设模拟压力。
[0019]其中，蓄能器的作用是保证井下环空钻井液模拟压力的恒定，如皮囊式蓄能器由带有气密封件的橡胶皮囊、油液部分和壳体组成，位于橡胶皮囊周围的油液与油液回路接通。当压力升高时油液进入蓄能器，气体被压缩到压力等于油液压力时停止压缩，系统管路压力不再上升；当管路压力下降时压缩空气膨胀，将油液压入回路，从而抑制管路压力的下降，其它类型的蓄能器同理。若没有采用蓄能器，而是采用普通的密闭容器，在模拟井下环空钻井液抽取时，所模拟的压力会消失或产生负压，在模拟井下环空钻井液外排时，所模拟的压力会增大，达不到模拟井下环空钻进液压力环境的目的。
【主权项】
1.一种井下环空压力模拟实验装置，包括钻井液容器、过滤网、单向阀、手动打压栗、截止阀、快换接头、蓄能器、压力表和取样装置，其特征在于:所述手动打压栗的入口经单向阀和过滤网与钻井液容器连通;手动打压栗的出口经单向阀与蓄能器的输入口、截止阀的一端、快换接头的一端及取样装置的输入口连通;所述截止阀的另一端与过滤网的输入口连通;所述的压力表设置在蓄能器输入口。2.根据权利要求1所述的井下环空压力模拟实验装置进行井下环空压力模拟的方法，其特征在于:该方法具体如下:首先关闭截止阀，通过快换接头向蓄能器内通入检测气体，然后通过手动打压栗的打压，钻井液容器内的钻井液经过滤网过滤后再经单向阀被打入到蓄能器中与检测气体混合，直至压力表的读数到达预设模拟压力大小，停止打压;此时井下环空钻井液压力模拟环境已建立，取样装置从蓄能器中抽取预设模拟压力下的钻井液并外排，然后打开截止阀卸掉预设模拟压力。
【文档编号】E21B49/08GK105937394SQ201610364972
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】王文, 崔学广, 吴宝影, 赵标伟, 常立群, 王其敬, 刘其春, 姚金志, 万亚旗, 周发举
【申请人】杭州电子科技大学, 中石化胜利石油工程有限公司地质录井公司