一种钻井液封堵性能评价装置的制作方法

本实用新型涉及石油勘探中钻井液性能评价装置，特别涉及一种钻井液封堵性能评价装置。

背景技术：

井塌、井漏、油气层保护是制约钻井工程顺利进行的3大技术难题。对于层理、裂隙发育的地层，为防止地层井塌、漏失，减少对油气层的损害，要求钻井液具有较强的封堵性，提高地层承压能力、稳定井壁、防止井漏、保护油气层的目的。目前，在对钻井液性能进行评价时，尤其是对钻井液的防塌封堵性能进行评价的时候，不仅评价的标准缺乏统一性，而且评价方法也非常多，在评价钻井液的防塌封堵性能的过程中出现了以下问题：

(1)有的测试仪器设计过于复杂，操作不方便。

(2)采用的一些测试方法与现场实际应用存在明显的差距，即测试数据不能反映现场的实际情况，尤其是不能反映钻井液在井壁实际的封堵性能。

(3)作业地层的裂缝大小或地层的孔隙率随着作业地点的更换或作业时间的长短发生变化，为了保证钻井液具有良好的防塌封堵性能，作业人员必须能够根据地层的差异性对钻井液进行调整，即要求在测试模拟过程中，力求测试模拟过程接近实际作业情况，而目前的测试仪器不能满足该要求。

实用新型名称钻井液封堵性能检测仪，申请号201320229813.9，公开了一种通过滤网来提高测试数据精确度的钻井液封堵性能检测仪，其为作业人员对现场钻井液性能的掌握和及时调整提供有力依据，但是其测试过程未能根据地层的差异性进行调整，测试效果不理想。

因此，有必要改进现有的装置，使其能够针对岩层与钻井液进行压力测试传递，而且能够根据现场的情况对钻井液进行调整，并且设计简单、操作方便。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种钻井液封堵性能评价装置，克服了上述现有技术的不足，能有效解决现有钻井液封堵性能测试装置无法真正模拟现场状态，测试数据无法准确反映现场实际情况的问题，还能准确测试岩层和钻井液间的压力传递。

为了实现上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：

一种钻井液封堵性能评价装置，包括夹持器1、泥浆循环系统。

所述夹持器和泥浆循环系统是本实用新型实现目的的关键技术，其中夹持器1包括流体循环柱塞3、下游测压柱塞10、岩心胶套1-4、测试岩样1-5、可自加热的夹持器釜体1-1，所述流体循环柱塞3设有流体循环入口1-7和流体循环出口1-8，流体循环入口1-7与上游压力传感器5连接，流体循环出口1-8与泥浆容器7连接；流体循环柱塞3与测试岩样1-5之间设有流体循环室1-2和流体多孔滤芯1-3，所述下游测压柱塞10上设有测压传感器1-6。

所述岩心胶套1-4安装于所述夹持器釜体1-1中，测试时所述的测试岩样1-5装入岩心胶套1-4中，所述的夹持器釜体1-1的左端安装下游测压柱塞10，夹持器釜体1-1的右端安装流体循环柱塞3，所述的夹持器釜体1-1内安装有加热管9，加热管9可对夹持器1加热，使夹持器1中的测试岩样稳定在指定的温度，温度传感器2设置于夹持器釜体1-1内部。

所述的泥浆循环系统包括泥浆循环泵8、泥浆容器7及氮气气源6，所述的泥浆容器7外部安装有加热套，可对泥浆容器7加热，使泥浆容器7中的泥浆稳定在指定的温度；所述的泥浆循环泵8的输出口与上游压力传感器5一端连接，泥浆循环泵8的输出口与流体循环柱塞3的流体循环入口1-7相连，上游压力传感器5另一端与泥浆循环柱塞3的流体循环入口1-7连接，泥浆循环柱塞3的流体循环出口1-8与泥浆容器7连接，泥浆循环泵8的输入口与泥浆容器7连接，氮气气源6与泥浆容器7连接。

进一步，所述的流体循环柱塞3的流体循环出口1-8与泥浆容器7通过流体高压软管4相连；所述的泥浆容器7的输出口与泥浆循环泵8的输入口通过流体高压软管4相连；所述的泥浆循环泵8与流体循环柱塞3的输入口通过流体高压软管4相连。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种钻井液封堵性能评价装置能够真正模拟现场温度、压力及钻井液循环状态，在接近实际作业情况下进行钻井液封堵性能评价，还能准确测试岩层和钻井液间的压力。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图I；

图2为本实用新型结构示意图II。

图中，1-夹持器、2-温度传感器、3-流体循环柱塞、4-流体高压软管、5-上游压力传感器、6-氮气气源、7-泥浆容器、8-泥浆循环泵、10-加热管、9-下游测压柱塞；

1-1-夹持器釜体、1-2-流体循环室、1-3-流体多孔滤芯、1-4-岩心胶套、1-5-测试岩样、1-6-测压传感器、1-7-流体循环入口、1-8-流体循环出口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

所述的钻井液封堵性能评价装置包括夹持器1、泥浆循环系统、围压控制系统；

夹持器1包括流体循环柱塞3、下游测压柱塞10、岩心胶套1-4、测试岩样1-5、可自加热的夹持器釜体1-1，所述的流体循环柱塞3上设有流体循环入口1-7和流体循环出口1-8，流体循环柱塞3与一般柱塞不一样，特殊在它能模拟井筒内钻井液对井壁的冲刷，因为其设置有流体循环入口1-7、流体循环出口1-8，及端面设有流体循环室1-2及流体多孔滤芯1-3，为保证流体循环柱塞3具有较长的使用寿命，因此流体循环柱塞3采用特制的，流体循环入口1-7与上游压力传感器5连接，流体循环出口1-8与泥浆容器7连接，流体循环柱塞3与测试岩样1-5之间设有流体循环室1-2和流体多孔滤芯1-3，流体循环室1-2就是钻井液循环用腔室，用于模拟钻井液在井筒内的循环；流体多孔滤芯1-3用于模拟钻井液与岩心的接触冲刷，且能提高流体循环室1-2的承压能力，所述的下游测压柱塞10上设有测压传感器1-6，测压传感器1-6用于测试岩心下游压力，所述的岩心胶套1-4安装于所述夹持器釜体1-1中，所述的测试岩样1-5装入岩心胶套1-4中，所述的夹持器釜体1-1的左端安装下游测压柱塞10，夹持器釜体1-1的右端安装流体循环柱塞3，所述的夹持器釜体1-1内安装有加热管9，加热管9可对夹持器1加热，使夹持器1中的测试岩样1-5稳定在指定的温度，温度传感器2设置于夹持器釜体1-1内部，夹持器1用于装载岩心，并且是对岩心进行测试的功能平台。

所述的泥浆循环系统包括泥浆循环泵8、泥浆容器7、氮气气源6，所述的泥浆容器7外部安装有加热套，加热套可对泥浆容器7加热，使泥浆容器7中泥浆稳定在指定的温度，其作用是模拟井下实际温度，所述的泥浆循环泵8的输出口与上游压力传感器5一端连接，上游压力传感器5的作用是测试岩心上游端流体压力，泥浆循环泵8的输出口与流体循环柱塞3的流体循环入口1-7相连，上游压力传感器5另一端与泥浆循环柱塞3的流体循环入口1-7连接，泥浆循环柱塞3的流体循环出口1-8与泥浆容器7连接，泥浆循环泵8的输入口与泥浆容器7连接，氮气气源6与泥浆容器7连接，所述的泥浆循环系统可以让泥浆在整个装置中循环。

优选的，所述的温度控制系统由加热管9及控温装置组成，温度控制装置可对需要加热的部分进行加热，并控制温度在设定值。

优选的，数据监测采集系统检测整个钻井液封堵性能评价装置采集的数据并记录存盘。

进一步，所述的流体循环柱塞3的流体循环出口1-8与泥浆容器7通过流体高压软管4相连；所述的泥浆容器7的输出口与泥浆循环泵8的输入口通过流体高压软管4相连；所述的泥浆循环泵8与流体循环柱塞3的输入口通过流体高压软管4相连，采用流体高压软管4作为连接部件是因为流体高压软管4能承受高压，且在金属管作为被连接件时便于连接。

本实用新型的工作过程：

本实用新型提供的一种钻井液封堵性能评价装置通过压力传递进行钻井液封堵性能评价，可按照如下测试流程操作。

首先需要进行测试岩样的制备，测试岩样不仅可以是规则的柱塞岩样样品，也可以是不规则的岩样；制备柱塞岩样样品可直接在取芯样品上钻取；对于取芯较为困难的油田，可利用钻井过程中的掉块制备测试岩样。若掉块为不规则岩样，此时可使用透明胶体将不规则岩样固结成一个规则的柱塞样品。

然后将制备好的测试岩样装入夹持器1中，安装好左端的下游测压柱塞10和右端的流体循环柱塞3；将待评价钻井液装入泥浆容器7中，连接好围压控制系统、泥浆循环系统、温度控制系统及数据监测采集系统。

对夹持器1施加围压，并达到到指定的压力，打开温度控制系统对夹持器1及泥浆容器7进行加热；开启数据监测采集系统，监测并采集围压的压力大小和温度的高低，待围压及温度稳定在指定的压力和温度时，打开氮气气源6使泥浆容器7稳定在指定的压力或者实验所要求的压力，开启泥浆循环泵8，使钻井液经泥浆容器7、泥浆循环泵8、流体循环柱塞3循环，循环的钻井液经流体循环室1-2和流体多孔滤芯1-3与测试岩样1-5充分接触，模拟钻井过程钻井液在井筒中的循环及钻井液对井壁的冲刷。

数据监测采集系统监测并采集夹持器1上下游的压力，夹持器1下游压力的变化可反映钻井液的封堵性能。

本实用新型提供的一种钻井液封堵性能评价装置能够真正模拟现场温度、压力及钻井液循环状态，在接近实际作业情况下进行钻井液封堵性能评价，还能准确测试岩层和钻井液间的压力。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解可以在形式上和细节上对其作出各种改变，而不偏离本实用新型的保护范围。