一种耐高温干热岩钻井液测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及地热能开采领域，具体涉及一种耐高温干热岩钻井液测试装置。


背景技术：

2.当前，全球的能源结构正面临着深刻的变革，各国正在试图降低化石燃料的使用比重或开发可再生能源等手段对化石燃料进行升级或部分替代，这是因为以煤炭、石油和天然气为主的传统化石燃料存在如下几项明显的缺点：(1)污染严重，化石燃料燃烧会排放大量的粉尘、so2气体、温室气体等，从而容易造成雾霾天气、酸雨及温室效应等，危害人类健康；(2)储量有限，常规化石能源是亿万年前的动植物残骸经历漫长的地质演化形成的，其在短时间内难以再次形成，而当今世界的工业化进程中亟需大规模的能源消耗，因此，寻找替代能源迫在眉睫，大力开发新兴能源，降低对化石燃料的依赖程度，改变现有的能源结构势在必行。
3.干热岩作为一种极其环保可再生资源，这种绿色资源大量的储藏在地壳中，因此行之有效的开发利用对我国未来的能源结构和降低温室气体等的排放都有极大地帮助和改善。近年来，国家颁布多项政策法规支持我国地热能的开发利用，逐渐明确了地热能作为可再生能源在我国发电与供暖方面的重要地位，我国干热岩资源主要分布在西藏，其次为云南、广东、福建等东南沿海地区。鉴于干热岩型地热能勘查开发难度和技术发展趋势，埋深在5500m以浅的干热岩型地热能将是未来15-30年中国地热能勘查开发研究的重点领域。
4.对于干热岩井，国内外普遍采用耐高温钻井液钻进，在现有抗温能力较强的钻井液有机处理剂中，部分处理剂抗温220-230℃，极少数处理剂抗温达250-280℃，由于干热岩大都为变质岩或结晶岩类岩体，基本不涉及水敏性地层，因此，干热岩井钻井液重点考虑其抗温性能。除水基钻井液外，还可采用由抗温230℃以上的处理剂、发泡剂、稳泡剂配制而成的泡沫钻井液，目前可参考数据的匮乏导致了干热岩开发工作难以高效进行，室内试验是最便捷、成本最低的数据获取方法，但是目前关于干热岩钻井液测试方面的实验装置相对较少，严重制约了干热岩钻井液数据的获取，从而导致了干热岩开发难度大、成本高的问题。
5.因此针对上述问题，本实用新型提出一种耐高温干热岩钻井液测试装置。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种耐高温干热岩钻井液测试装置，本新型装置使用方便、可根据实际干热岩地层调整测试岩石，通过活塞推进的方式可以模拟不同的干热岩钻速，从而获得有效的干热岩钻井液数据，以此对实际钻井工作提供技术支持，节约了实际钻井工作中大量人力、物力成本。
7.本实用新型实施例提供一种耐高温干热岩钻井液测试装置，包括测试装置外壳、密封顶盖、电动机、支撑架、注液管、中间容器，所述测试装置外壳顶部布置有密封顶盖，所述密封顶盖上布置有电动机，所述测试装置外壳表面布置有温度传感器，所述测试装置外
壳底部布置有支撑架、注液管，所述注液管与中间容器相连接，所述注液管上布置有阀门、增压泵。
8.所述测试装置外壳包括保温层、电热膜、不锈钢密封筒，所述保温层、电热膜、不锈钢密封筒由外至内依次布置，所述测试装置外壳内部布置有连接轴、模拟钻头、活塞板，所述模拟钻头通过连接轴与电动机相连接，所述活塞板底部布置有支撑柱，所述活塞板顶部布置有固定卡槽，所述固定卡槽内部布置有模拟干热岩。
9.所述测试装置外壳为中空圆柱体结构，其容积可根据实际测试需求进行调整。
10.所述密封顶盖材质为不锈钢，所述电动机固定布置于密封顶盖上，所述密封顶盖与不锈钢密封筒螺栓密封连接，连接处布置有密封垫。
11.所述温度传感器连接有探头，其探头伸入测试装置外壳内部，用于测量测试装置外壳内部温度。
12.所述支撑架、注液管材质为不锈钢。
13.所述保温层材质为岩棉。
14.所述活塞板材质为不锈钢，所述不锈钢密封筒与活塞板密封连接。
15.所述模拟钻头为等比例缩小真实钻头形状。
16.所述支撑柱、固定卡槽材质为不锈钢。
17.所述一种耐高温干热岩钻井液测试装置的使用方法，包括以下步骤：
18.步骤1、根据实际需求对实用新型各零部件的规格进行调整，确定具体零件的参数规格。
19.步骤2、根据实际干热岩地层岩石种类，制作模拟干热岩。
20.步骤3、配制钻井液，配制完毕后加入测试装置外壳内部。
21.步骤4、将密封顶盖与不锈钢密封筒螺栓密封连接，启动电热膜，通过温度传感器监测测试装置外壳内部温度。
22.步骤5、当温度达到预设值时，启动增压泵正向输出，将中间容器中液压油注入测试装置外壳内部，根据模拟钻井速度推动活塞板上移，启动电动机，模拟钻头与模拟干热岩接触后开始模拟钻井测试。
23.步骤6、测试完毕，带温度降低后将钻井液取出观察。
24.本实用新型实施例的一种耐高温干热岩钻井液测试装置有益效果是：本新型装置使用方便、可根据实际干热岩地层调整测试岩石，通过活塞推进的方式可以模拟不同的干热岩钻速，从而获得有效的干热岩钻井液数据，以此对实际钻井工作提供技术支持，节约了实际钻井工作中大量人力、物力成本。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为实用新型装置结构示意图。
27.图2为测试装置外壳内部结构示意图。
28.附图标号：1、测试装置外壳2、密封顶盖3、电动机4、温度传感器5、支撑架6、注液管7、中间容器8、阀门9、增压泵10、保温层11、电热膜12、不锈钢密封筒13、连接轴14、模拟钻头15、活塞板16、支撑柱17、固定卡槽18、模拟干热岩。
具体实施方式
29.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。
30.如图1-2所示，本实用新型实施例提供一种耐高温干热岩钻井液测试装置，包括测试装置外壳1、密封顶盖2、电动机3、支撑架5、注液管6、中间容器7，所述测试装置外壳1顶部布置有密封顶盖2，所述密封顶盖2上布置有电动机3，所述测试装置外壳1表面布置有温度传感器4，所述测试装置外壳1底部布置有支撑架5、注液管6，所述注液管6与中间容器7相连接，所述注液管6上布置有阀门8、增压泵9。
31.所述测试装置外壳1包括保温层10、电热膜11、不锈钢密封筒12，所述保温层10、电热膜11、不锈钢密封筒12由外至内依次布置，所述测试装置外壳1内部布置有连接轴13、模拟钻头14、活塞板15，所述模拟钻头14通过连接轴13与电动机3相连接，所述活塞板15底部布置有支撑柱16，所述活塞板15顶部布置有固定卡槽17，所述固定卡槽17内部布置有模拟干热岩18。
32.所述测试装置外壳1为中空圆柱体结构，其容积可根据实际测试需求进行调整。
33.所述密封顶盖2材质为不锈钢，所述电动机3固定布置于密封顶盖2上，所述密封顶盖2与不锈钢密封筒12螺栓密封连接，连接处布置有密封垫。
34.所述温度传感器4连接有探头，其探头伸入测试装置外壳1内部，用于测量测试装置外壳1内部温度。
35.所述支撑架5、注液管6材质为不锈钢。
36.所述保温层10材质为岩棉。
37.所述活塞板15材质为不锈钢，所述不锈钢密封筒12与活塞板15密封连接。
38.所述模拟钻头14为等比例缩小真实钻头形状。
39.所述支撑柱16、固定卡槽17材质为不锈钢。
40.所述一种耐高温干热岩钻井液测试装置的使用方法，包括以下步骤：
41.步骤1、根据实际需求对实用新型各零部件的规格进行调整，确定具体零件的参数规格。
42.步骤2、根据实际干热岩地层岩石种类，制作模拟干热岩18。
43.步骤3、配制钻井液，配制完毕后加入测试装置外壳1内部。
44.步骤4、将密封顶盖2与不锈钢密封筒12螺栓密封连接，启动电热膜11，通过温度传感器4监测测试装置外壳1内部温度。
45.步骤5、当温度达到预设值时，启动增压泵9正向输出，将中间容器7中液压油注入测试装置外壳1内部，根据模拟钻井速度推动活塞板15上移，启动电动机3，模拟钻头14与模拟干热岩18接触后开始模拟钻井测试。
46.步骤6、测试完毕，带温度降低后将钻井液取出观察。
47.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。