本实用新型涉及气体钻井用携岩携水能力测试设备领域，具体为一种气体钻井用携岩携水能力测试仪。
背景技术：
自气体钻井开始应用以来，其优势得到广泛认可，如提高钻速、消除井漏、提高钻头使用寿命，降低钻井作业成本；最大限度的发现油气层、降低对产层的损害，提高勘探开发效益。但是，该技术并没有得到大面积推广，主要原因在于其处理地层出水的能力差，“见水就跑”。为了拓宽气体钻井的适用范围，国内外研发了各种高性能携水材料来提高气体钻井条件下地层出水处理能力。
由于各种携水材料携带水的能力、气体注气量、岩屑量以及地层出水量的不同，针对不同井况下携水材料、注入气的加入量尚没有统一的加入标准，同时也没有相应的室内试验仪器和评价方法。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种气体钻井用携岩携水能力测试仪，本申请的测试仪可以模拟气体钻井过程中地层出水情况下携水材料、注入气体的注入量及岩屑携带效果。试验过程中可实现有控制地调节携水材料、岩屑、气体的注入量以及定量的模拟地层出水量，且地层水的温度可调；同时对模拟井筒的环空腔体的返出物进行分离沉降、计量，实现在气体钻井条件下不同出水量、携水材料以及气体注入量之间的配比关系。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种气体钻井用携岩携水能力测试仪，包括模拟井筒和模拟管柱，所述模拟管柱插装在模拟井筒内，且模拟管柱顶部穿出模拟井筒设置，所述模拟井筒和模拟管柱组成上、下端密封的环空腔体，所述模拟管柱上部通过加料管道与携水材料/岩屑加入装置底部连接，所述加料管道侧端连接有气体注入管线，所述模拟井筒上部外壁上设置有与环空腔体内部连通的返出物沉降分离计量管线，所述模拟井筒下部外壁上设置有与环空腔体内部连通的模拟地层出水管线。
优选的，所述气体注入管线与携水材料/岩屑加入装置之间的加料管道上设置有球阀。
优选的，所述气体注入管线上从起始端至与加料管道连接处依次设置有空压机、气体贮罐、流量调节阀、气体流量计、单向阀和气体闸阀，所述气体贮罐上安装有气体压力表。
优选的，所述模拟地层出水管线上从起始端至与模拟井筒下部外壁连接处依次设置有水罐、泵、液体流量计、预热器和出水闸阀。
优选的，所述返出物沉降分离计量管线上从与模拟井筒上部外壁连接处至终止端依次设置有返出物闸阀、沉降分离装置和出口收集装置，所述沉降分离装置底部设置有第一计量装置，所述出口收集装置底部设置有第二计量装置。
优选的，所述模拟井筒上部外壁上安装有与环空腔体连通的环空压力表。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过量纲分析，建立模拟井筒和内部的模拟管柱，让模拟井筒和模拟管柱组成上、下端密封的环空腔体，在模拟气体钻井过程中，携水材料、岩屑、气体的注入量可控制调节；地层出水量可控制调节，且地层水的温度也可控制调节，能够充分模拟出气体钻井的不同出水量、携水材料以及气体注入量之间的配比关系。本实用新型结构设计紧凑，安装方便，操作简单，能够全方位调节各个数据变量，模拟试验结果可靠。
附图说明
图1为一种气体钻井用携岩携水能力测试仪的结构示意图。
图中：1-携水材料／岩屑加入装置，2-球阀，3-气体闸阀，4-单向阀，5-气体流量计，6-流量调节阀，7-气体压力表，8-气体贮罐，9-空压机，10-环空压力表，11-返出物闸阀，12-沉降分离装置，13-第一计量装置，14-出口收集装置，15-第二计量装置，16-模拟管柱，17-模拟井筒，18-出水闸阀，19-预热器，20-液体流量计，21-泵，22-水罐。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种气体钻井用携岩携水能力测试仪，包括模拟井筒17和模拟管柱16，所述模拟管柱16插装在模拟井筒17内，且模拟管柱16顶部穿出模拟井筒17设置，所述模拟井筒17和模拟管柱16组成上、下端密封的环空腔体，所述模拟管柱16上部通过加料管道与携水材料/岩屑加入装置1底部连接，所述加料管道侧端连接有气体注入管线，所述气体注入管线与携水材料/岩屑加入装置1之间的加料管道上设置有球阀2，所述气体注入管线上从起始端至与加料管道连接处依次设置有空压机9、气体贮罐8、流量调节阀6、气体流量计5、单向阀4和气体闸阀3，所述气体贮罐8上安装有气体压力表7；
所述模拟井筒17上部外壁上设置有与环空腔体内部连通的返出物沉降分离计量管线，所述返出物沉降分离计量管线上从与模拟井筒17上部外壁连接处至终止端依次设置有返出物闸阀11、沉降分离装置12和出口收集装置14，所述沉降分离装置12底部设置有第一计量装置13，所述出口收集装置14底部设置有第二计量装置15；
所述模拟井筒17下部外壁上设置有与环空腔体内部连通的模拟地层出水管线，所述模拟地层出水管线上从起始端至与模拟井筒17下部外壁连接处依次设置有水罐22、泵21、液体流量计20、预热器19和出水闸阀18；
所述模拟井筒17上部外壁上还安装有与环空腔体连通的环空压力表10。
本实用新型的工作原理是：打开气体闸阀3建立正常的气体钻井过程，通过流量调节阀6控制注气量，气体从模拟钻柱16内部进入井内，经模拟管柱16与模拟井筒17之间的环空腔体上返到返出物沉降分离计量管线中。
打开出水闸阀18，通过调节泵21和预热器19模拟不同温度、不同程度的地层出水。调节球阀2的开度，使定量的携水材料／岩屑和气体一起进入模拟管柱16内，然后在模拟井筒17底部吸附地层水，并将水携带至返出物沉降分离计量管线中。通过沉降分离装置12将含水的携水材料／岩屑与游离水分离，然后游离水聚集在出口收集装置14中，并通过第二计量装置15进行测量。
将沉降分离装置12中含水的携水材料／岩屑干燥，即可得到携水材料／岩屑的加入量。将第一计量装置13采集到的含水的携水材料／岩屑的重量减去干燥携水材料／岩屑的量，即可得到干燥携水材料／岩屑过程中释放的水量，该水量与游离水之和为携水材料／岩屑所携带的总水量，即可得到该注气量工况下，携水材料／岩屑的携水能力。
通过使用该携岩携水能力测试仪，确定气体钻井过程中不同岩屑量、不同程度地层出水井况下的携水材料和注入气体的注入量，实现采用合理的携水材料和气体的量，避免地层产出的水在井筒内聚集，可大大拓宽气体钻井的适用范围。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。