专利名称：一种固井施工井口模拟培训装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种固井施工井口模拟培训装置。
背景技术：
目前，固井教学采用的都是以理论教学为主，实物静态展示为辅的方式。空洞的教 学对于从未到过油田现场的新学员来说，理论很难联系实际。对于无实际固井工作经验的 工程师，各种井下异常状况虽然培训时讲得多，但是却没有真正经历过，在施工过程出现异 常时，实际工作中如何处理，都有很强的不确定性。这样就导致作业中一旦险情，就会因为 处理不当而产生更大的危险。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够模拟固井施工状况的培训装置。 为了解决上述问题，本实用新型提供了一种固井施工井口模拟培训装置，包括学
员操作平台、模拟泥浆池的水柜、模拟泥浆泵的离心泵、软管、水泥头及套管，所述水柜、离
心泵、软管、水泥头及套管通过管路依次首尾相连组成回路。 进一步，所述水柜入口及出口分别设置有水柜电磁阀及水柜电动阀； 所述离心泵通过电机提供动力，所述离心泵与所述软管之间的第一管路上依次设
置有第一单向阀、第一流量计及泵压传感器； 所述套管与所述水柜之间的第二管路上设置有第二流量计； 所述学员操作平台上设置有显示所述第一流量计、泵压传感器及第二流量计测试 的放大数据的泵流量表、泵压力表及返回流量表； 所述学员操作平台还设置有控制所述水柜电磁阀及水柜电动阀开关的入口开关 及出口开关； 所述学员操作平台还设置有开启及关闭所述电机的开关按钮及通过控制所述电 机控制所述离心泵流量的泵旋钮； 所述水柜中还设置有液位计，在所述学员操作平台上设置有显示所述液位计数据 的液位指示表。 进一步，还包括与所述学员操作平台平行设置的教员操作平台，在所述第二管路 上还设置有第一流量调节阀，所述第一流量调节阀通过设置在所述教员操作平台上的泵压 调整旋钮进行调节。 进一步，所述水柜还并联有辅助水柜，所述辅助水柜入口及出口分别设置有辅助 电磁阀及辅助电动阀，所述辅助水柜还通过第三管路单独与所述套管相连，在所述第三管 路上设置有第二流量调节阀，所述第二流量调节阀通过设置在所述教员操作平台上的漏失 调整旋钮进行调节。 进一步，所述第二管路上还通过第二单向阀旁通连接有带有外接水源的压力水 柜，所述压力水柜通过第四管路与所述套管相连，在所述第四管路上设置有通过所述教员
3操作平台上回流开关进行控制的回流电磁阀。 本实用新型具有如下优点 1、本实用新型中水泥头、套管、胶塞及软管等均与固井施工现场相同，并采用水柜 模拟泥浆池，采用离心泵模拟泥浆泵，将采集的数据放大显示，这就实现了对固井施工过程 的模拟，方便学员在教学现场理论联系实际的操作和学习。 2、本实用新型中还设置了教员操作平台，教员操作平台可调整控制本实用新型，
模拟出固井施工过程中的多种故障现象，帮助学员提高现场处理故障的应变能力。 3、本实用新型中由于是模拟教学，均采用安全压力，使得本实用新型更加安全可罪。
以下结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明
图1示出了本实用新型一种固井施工井口模拟培训装置工作原理示意图； 图2示出了本实用新型一种固井施工井口模拟培训装置中学员操作平台面板示
意图； 图3示出了本实用新型一种固井施工井口模拟培训装置中教员操作平台面板示 意图； 图4示出了本实用新型一种固井施工井口模拟培训装置结构示意图。
具体实施方式如
图1-图4所示，本实用新型包括学员操作平台20及通过管路依次首尾相连组 成回路的模拟泥浆池的水柜1、模拟泥浆泵的离心泵2、软管3、水泥头4及套管5。 水柜1入口及出口分别设置有水柜电磁阀11及水柜电动阀12。离心泵2通过电 机提供动力，离心泵2与软管3之间的第一管路7上依次设置有第一单向阀71 、第一流量计 72及泵压传感器73。套管5与水柜1之间的第二管路8上设置有第二流量计81。 学员操作平台20上设置有显示第一流量计72、泵压传感器73及第二流量计81测 试的放大数据的泵流量表25、泵压力表27及返回流量表26。学员操作平台20还设置有控 制水柜电磁阀11及水柜电动阀12开关的入口开关21及出口开关22。学员操作平台20还 设置有开启及关闭电机的开关按钮23及通过控制电机控制离心泵2流量的泵旋钮24。 水柜1中还设置有液位计，在学员操作平台20上设置有显示液位计数据的液位指 示表28。 还包括与学员操作平台20平行设置的教员操作平台30，在第二管路8上还设置有 第一流量调节阀82，第一流量调节阀82通过设置在教员操作平台30上的泵压调整旋钮34 进行调节。 水柜1还并联有辅助水柜6，辅助水柜6入口及出口分别设置有辅助电磁阀61及 辅助电动阀62，辅助水柜6还通过第三管路9单独与套管5相连，在第三管路9上设置有 第二流量调节阀91，第二流量调节阀91通过设置在教员操作平台30上的漏失调整旋钮35 进行调节。 第二管路8上还通过第二单向阀14旁通连接有带有外接水源的压力水柜13，压力水柜13通过第四管路16与套管5相连，在第四管路16上设置有通过教员操作平台30上 回流开关42进行控制的回流电磁阀15。 下面对本实用新型作详细说明 本实用新型用于模拟固井施工井口结构，方便学员学习操作。本实用新型采用普 通液压装置模拟固井施工的各种情况，具体如下 l，模拟井口结构 为实现固井模拟教学现场操作要求，本实用型中套管5尺寸为9-5/8"，下部设有 可拆卸封头10，内有插入式固井插入座及胶塞回收腔，并设有泥浆循环返出口 。套管5中下 部设有旁通口，用于模拟井漏控制。返出井口尺寸为13-3/8"。 2，模拟泥浆循环系统 设有两台模拟泥浆泵，实为两台离心泵2，扬程为55米，流量为12方/小时，电机 为无极变速控制，用于泵冲和泵压调节。为模拟钻井泥浆泵参数，其配套仪表将排量放大 15倍，压力放大40倍。即从泵流量表25、泵压力表27上模拟出排量0-150冲/分(20升 /冲)可调，压力0-20Mpa可调。 3，模拟泥浆池系 设有3个模拟泥浆池，实际为2个水柜1及1个辅助水柜6， 3个模拟泥浆池的实 际容积均为1. 5方，设有3套电子液位计，同样将参数放大15倍，从液位指示表28读数上 模拟反映出0-22方泥浆储量。每个池的进、出口分别由水柜电磁阀11、水柜电动阀12、辅 助电磁阀61及辅助电动阀62控制。 4，学员操作平台20 如图2所示，设有两台模拟泥浆泵起动、停止及调速的开关按钮23及泵旋钮24，泵 压、泵冲显示仪表泵压力表27及泵流量表25。还设有显示泥浆池液位的液位指示表28及 控制水柜1进出口的入口开关21及出口开关22，井口返出流量表26。 5，教员操作平台30 如图3所示，设有两台模拟泥浆泵的离心泵2的泵压、泵冲显示仪表教员泵压表 37、教员泵冲表39，显示模拟泥浆池液位的教员液位指示表38，控制2个水柜1及1个辅助 水柜6进出的教员开关31、32、43、44，教员井口返出流量表36，模拟泵压调整的泵压调整旋 钮34，模拟井漏调整的漏失调整旋钮35，回流控制开关42及胶塞延长碰压旁通控制开关 41。 6，模拟"碰压" 调整教员操作平台30上泵压调整旋钮34，使得第一流量调节阀82部分甚至全部 关闭，模拟泥浆的回路被部分甚至全部截断，此时离心泵2没有停止工作，而是继续向水泥 头4中运送水(即模拟泥桨)，使得离心泵2泵压逐渐升高，直至达到"碰压"。学员可以通 过学员操作平台20上的泵压力表27及返回流量表26观察到该"碰压"状况，并作出相应 处理。 7，模拟"回流" 模拟"碰压"后需将系统压力释放，此时打开手动阀17，将高压水(即模拟泥浆) 放至固井泵。在模拟"回流"时，打开手动阀17的同时打开回流电磁阀18的作用，部分高 压水(即模拟泥浆)返回至套管5，并从水泥头4反向溢出，形成模拟回流，此时压力水柜13中液体从井口涌出。教员进行操作时，应先关闭第一流量调节阀82。 8，流量计调整 每台流量计仪表上排数字显示瞬时流量，下排较小数字显示累计流量，可清除累
计流量使之清零。 9，模拟"井漏" 开启水柜电磁阀11的同时打开辅助电磁阀61时，回路中的水(即模拟的泥浆) 将有部分流动到辅助水柜6中，回到水柜1中的水(即模拟的泥浆)将会减少，此时模拟出 现了部分"井漏"；在关闭水柜电磁阀11的同时打开辅助电磁阀61时，水柜1中完全没有 水(即模拟的泥浆)收回，所有的水(即模拟的泥浆)都流动到辅助水柜6中，就出现完全 "井漏"。 综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的 保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种固井施工井口模拟培训装置，其特征在于包括学员操作平台(20)、模拟泥浆池的水柜(1)、模拟泥浆泵的离心泵(2)、软管(3)、水泥头(4)及套管(5)，所述水柜(1)、离心泵(2)、软管(3)、水泥头(4)及套管(5)通过管路依次首尾相连组成回路。
2. 如权利要求1所述的固井施工井口模拟培训装置，其特征在于所述水柜(1)入口 及出口分别设置有水柜电磁阀(11)及水柜电动阀(12);所述离心泵(2)通过电机提供动力，所述离心泵(2)与所述软管(3)之间的第一管路 (7)上依次设置有第一单向阀(71)、第一流量计(72)及泵压传感器(73);所述套管(5)与所述水柜(1)之间的第二管路(8)上设置有第二流量计(81);所述学员操作平台(20)上设置有显示所述第一流量计(72)、泵压传感器(73)及第二 流量计(81)测试的放大数据的泵流量表(25)、泵压力表(27)及返回流量表(26);所述学员操作平台(20)还设置有控制所述水柜电磁阀(11)及水柜电动阀(12)开关 的入口开关(21)及出口开关(22);所述学员操作平台(20)还设置有开启及关闭所述电机的开关按钮(23)及通过控制所 述电机控制所述离心泵(2)流量的泵旋钮(24);所述水柜(1)中还设置有液位计，在所述学员操作平台上设置有显示所述液位计数据 的液位指示表(28)。
3. 如权利要求2所述的固井施工井口模拟培训装置，其特征在于还包括与所述学员 操作平台(20)平行设置的教员操作平台(30)，在所述第二管路(8)上还设置有第一流量调 节阀(82)，所述第一流量调节阀(82)通过设置在所述教员操作平台(30)上的泵压调整旋 钮(34)进行调节。
4. 如权利要求3所述的固井施工井口模拟培训装置，其特征在于所述水柜(1)还并 联有辅助水柜(6)，所述辅助水柜(6)入口及出口分别设置有辅助电磁阀(61)及辅助电动 阀(62)，所述辅助水柜(6)还通过第三管路(9)单独与所述套管(5)相连，在所述第三管路 (9)上设置有第二流量调节阀(91)，所述第二流量调节阀(91)通过设置在所述教员操作平 台(30)上的漏失调整旋钮(35)进行调节。
5. 如权利要求4所述的固井施工井口模拟培训装置，其特征在于所述第二管路(8) 上还通过第二单向阀(14)旁通连接有带有外接水源的压力水柜(13)，所述压力水柜(13) 通过第四管路(16)与所述套管(5)相连，在所述第四管路(16)上设置有通过所述教员操 作平台(30)上回流开关(42)进行控制的回流电磁阀(15)。
专利摘要本实用新型提供了一种固井施工井口模拟培训装置，包括学员操作平台及通过管路依次首尾相连组成回路的模拟泥浆池的水柜、模拟泥浆泵的离心泵、软管、水泥头及套管。本实用新型中水泥头、套管、胶塞及软管等均与固井施工现场相同，并采用水柜模拟泥浆池，采用离心泵模拟泥浆泵，将采集的数据放大显示，这就实现了对固井施工过程的模拟，方便学员在教学现场理论联系实际的操作和学习。
文档编号G09B25/02GK201498136SQ20092010938
公开日2010年6月2日 申请日期2009年6月23日 优先权日2009年6月23日
发明者于海安, 彭雷, 房恩楼, 熊敏 申请人:中国海洋石油总公司;中海油田服务股份有限公司