专利名称：模拟钻井堵漏大尺寸人造岩心的制备装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钻井技术领域内的一种钻井堵漏模拟试验仪的专用配套装置，特别涉及用于制造模拟钻井堵漏的人造岩心的装置。
背景技术：
钻井过程中经常因地层孔隙或地层破裂等原因发生钻井液漏失，室内须对堵漏浆在不同漏失条件下的堵漏性能的深入研究。国内外曾出现过多种型号的钻井堵漏试验装置，所采用的模拟漏失层的介质主要是圆筒内先安放的割缝板及小玻璃球或小钢珠填充层。在长期的室内试验研究中，发现由于所用模拟漏失层的介质与实际漏失层岩石物性差异较大，使此类装置存在如下不足1、模拟漏失层深度浅，目前的玻璃球形式的漏失层厚度一般小于5cm，堵漏评价效果失真；2、采用缝隙板或玻璃小球模拟漏失地层，没有考虑到地层岩石孔隙和裂缝的复杂程度以及地层的物性，如岩石的吸水膨胀特性、润湿性、表面粗糙程度、摩擦系数等；3、因模拟堵漏介质在堵漏完成后无法完整取出观测，堵漏材料在漏失层内的分布和堵塞情况难以直接观察和分析；4、不能测试堵漏形成的封堵层的反向承压能力。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种模拟钻井堵漏大尺寸人造岩心制备装置，用作模拟堵漏的大尺寸人造岩心的制作。
为实现上述目的，本实用新型提供的模拟钻井堵漏大尺寸人造岩心的制备装置，包括安装在基座上并同轴设置的第一轴承座和第二轴承座，第一轴承座和第二轴承座之间设有圆形中空的岩心模筒，所述岩心模筒包括两个经合页螺栓连接而成半圆形构件，岩心模筒两端分别设有封闭岩心模筒的左端盖和右端盖，左端盖中心设有第一转轴，右端盖中心设有第二转轴，第一转轴经轴承轴向固定安装在第一轴承座内，第一转轴的端部设有带轮，第二转轴经该转轴上套装的轴承安装在第二轴承座内，基座上位于第二转轴的轴端设有活动顶针。
本实用新型将混合均匀的水泥混凝土倒入岩心模筒，捣匀，以左、右端盖将模筒两端密封，置于转轴上，以活动顶针顶紧第二转轴轴端，使岩心模筒受力与两端盖压紧并轴向对中，经带轮输入动力，使岩心模筒做离心运动1-2小时，待混凝土初凝后停止转动，24小时后通过合页螺栓纵向拆开岩心模筒，再养护1-2天备用。本实用新型能准确按照设计思路制作孔隙度和均匀度合乎不同漏失地层特点的人造岩心，人造岩心通过混凝土离心运动产生，其边缘形成1cm左右厚的致密水泥环层，中心的石子堆积形成连通的多孔结构，可用于漏失地层的模拟，并且可以通过改变混凝土的配比和沙石的粒度，制作不同孔隙度和孔隙分布的人造岩心，能更加真实地模拟不同的漏失地层。本实用新型特别适合于制造大尺寸的人造岩心。
为方便在岩心模筒内装入混凝土，所述第二轴承座和基座之间经垂直于岩心模筒轴线的销轴相铰接。在装入混凝土时，可将岩心模筒连同第二轴承座一起转动使岩心模筒直立，便于混凝土装填。
为使顶针定位准确可靠，所述第二转轴端部中心设有锥形凹坑。使用时，使顶针伸入锥形凹坑内顶住第二转轴的轴端，其定位准确可靠，岩心模筒不会脱落。
图1为本实用新型结构示意图；图2为图1的A-A断面图；其中，1调速电机，2带轮，3第一轴承座，4第一转轴，5左端盖，6岩心模筒，7合页螺栓，8右端盖，9第二转轴，10第二轴承座，11铰接点，12活动顶针，13基座。
具体实施方式
如图，为模拟钻井堵漏大尺寸人造岩心的制备装置，包括安装在基座13上并同轴设置的第一轴承座3和第二轴承座10，第一轴承座3和第二轴承座10之间设有圆形中空的岩心模筒6，所述岩心模筒6包括两个经合页螺栓7连接而成半圆形构件，岩心模筒6两端分别设有封闭岩心模筒6的左端盖5和右端盖8，左端盖5中心设有第一转轴4，右端盖8中心设有第二转轴9，第一转轴4经轴承轴向固定安装在第一轴承座3内，第一转轴4的端部设有带轮2，基座13上设有调速电机1，调速电机1经传动带与第一转轴4上的带轮2相连接，第二转轴9经该转轴上套装的轴承安装在第二轴承座10内，基座13上位于第二转轴9的轴端设有活动顶针12；第二轴承座10和基座13之间经垂直于岩心模筒6轴线的销轴相铰接；为方便顶针定位，第二转轴9端部中心设有锥形凹坑。
使用时，岩心模筒6内壁均匀涂抹黄油，用合页螺栓7等固紧，第二轴承座10可以绕铰接点11转动，使岩心模筒6直立以便于装入混凝土，将混合均匀的水泥混凝土倒入岩心模筒6内，捣匀，将岩心模筒放平并使两端密封，以活动顶针12顶紧第二转轴9轴端，活动顶针12的尖端伸入锥形凹坑内，使对中和紧固更加可靠，岩心模筒6受顶针压力与两端盖压紧，电机工作经带轮2输入动力，使岩心模筒6做离心运动1-2小时，在离心力作用下，中心为碎石堆积形成的漏失通道，外围为致密水泥环层，水泥环层厚度在10mm左右，漏失通道的孔隙度和漏失通道的大小可调；待混凝土初凝后停止转动，24小时后通过合页螺栓7纵向拆开岩心模筒6，再养护1-2天备用。本实用新型是模拟堵漏试验仪的配套人造岩心制作装置，可制造尺寸为Φ100×600mm的大尺寸人造岩心，并且其岩心尺寸可根据堵漏试验仪器的要求而更改。
权利要求1.模拟钻井堵漏大尺寸人造岩心的制备装置，其特征包括安装在基座上并同轴设置的第一轴承座和第二轴承座，第一轴承座和第二轴承座之间设有圆形中空的岩心模筒，所述岩心模筒包括两个经合页螺栓连接而成半圆形构件，岩心模筒两端分别设有封闭岩心模筒的左端盖和右端盖，左端盖中心设有第一转轴，右端盖中心设有第二转轴，第一转轴经轴承轴向固定安装在第一轴承座内，第一转轴的端部设有带轮，第二转轴经该转轴上套装的轴承安装在第二轴承座内，基座上位于第二转轴的轴端设有活动顶针。
2.根据权利要求1所述的模拟钻井堵漏大尺寸人造岩心的制备装置，其特征在于所述第二轴承座和基座之间经垂直于岩心模筒轴线的销轴相铰接。
3.根据权利要求1或2所述的模拟钻井堵漏大尺寸人造岩心的制备装置，其特征在于所述第二转轴端部中心设有锥形凹坑。
专利摘要本实用新型公开了钻井技术领域内的模拟钻井堵漏大尺寸人造岩心的制备装置，包括安装在基座上并同轴设置的第一轴承座和第二轴承座，第一轴承座和第二轴承座之间设有圆形中空的岩心模筒，所述岩心模筒包括两个经合页螺栓连接而成半圆形构件，岩心模筒两端分别设有封闭岩心模筒的左端盖和右端盖，左端盖中心设有第一转轴，右端盖中心设有第二转轴，第一转轴经轴承轴向固定安装在第一轴承座内，第一转轴的端部设有带轮，第二转轴经该转轴上套装的轴承安装在第二轴承座内，基座上位于第二转轴的轴端设有活动顶针。该装置利用离心方法制造人造岩心，能更真实模拟不同的漏失地层，本实用新型特别适合于制造大尺寸的人造岩心。
文档编号E21B33/13GK2900782SQ200620069240
公开日2007年5月16日 申请日期2006年2月9日 优先权日2006年2月9日
发明者刘亚, 卢群辉, 宋碧涛, 许春田, 吴富生, 薛芸 申请人:中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司石油工程技术研究院