可视化水平井砾石填充模拟试验装置制造方法
【专利摘要】一种可视化水平井砾石填充模拟试验装置，包括：模拟井筒，具有多个透明筒，两两透明筒之间通过金属短筒相连，模拟井筒的一端连接有填充接头，其另一端连接有堵头，模拟井筒内穿设有筛管；滤失管线，具有多根滤失分支管线、多根滤失次管线和一根滤失主管线，多根滤失次管线连接在滤失主管线上，每个透明筒上连接有多根滤失分支管线，每个透明筒上的多根滤失分支管线与一根滤失次管线相连；返排管线，具有多根反排次管线和一根反排主管线，多根反排次管线连接在反排主管线上，反排次管线与金属短筒相连。本实用新型的可视化水平井砾石填充模拟试验装置，可清晰观察砾石充填过程，大大地提高试验压力，提高水平井内砾石充填率和防砂效果。
【专利说明】可视化水平井砾石填充模拟试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型有关于一种砾石填充防砂技术试验装置，尤其有关于一种石油开采【技术领域】中的可视化水平井砾石填充模拟试验装置。
【背景技术】
[0002]在水平井砾石充填防砂完井过程中，由于携砂液流动方向与砾石重力方向垂直，因而其充填规律与直井存在着根本的区别，尤其是在长水平井中，砾石充填工艺存在很大的技术难度。为了研究水平井内砾石充填规律，优化施工工艺，提高水平井内砾石充填率和防砂效果，国内外研制出了不同类型的水平井砾石充填试验装置。
[0003]现有的水平井砾石充填试验装置主要可以分为三种类型:第一种为不可视试验装置，这种试验装置一般采用套管作为模拟井筒，试验过程中不能观察砾石在水平井中的充填过程；第二种为局部可视试验装置，这种试验装置采用装有可视化窗口的套管作为模拟井筒，只能局部观察砾石在水平井中的充填过程，观察效果较差；第三种为全透明试验装置，这种试验装置采用普通有机玻璃作为模拟井筒，能够观察砾石在水平井中的整个充填过程，但是这种装置的试验压力非常有限，模拟井筒的长度也受到很大的限制，使得试验砾石充填过程与水平井实际砾石充填过程存在较大的区别，不能真实反映水平井的实际充填情况。
[0004]此外，在水平井砾石充填试验装置中，试验结束后如何冲洗模拟井筒中填充的砾石是一个关键问题，模拟井筒越长，返排冲洗砾石的难度越大。现有的水平井砾石充填试验装置都没有给出具体的砾石冲洗方法。
[0005]因此，有必要提供一种新的水平井砾石充填试验装置，来克服上述缺陷。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是提供一种可视化水平井砾石填充模拟试验装置，其可清晰观察砾石充填过程，又能够大大地提高试验压力，研究水平井内砾石充填规律，优化施工工艺，提高水平井内砾石充填率和防砂效果。
[0007]本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现:
[0008]本实用新型提供一种可视化水平井砾石填充模拟试验装置，所述可视化水平井砾石填充模拟试验装置包括:
[0009]模拟井筒，其具有多个透明筒，两两所述透明筒之间通过金属短筒相连，所述模拟井筒的一端连接有填充接头，所述填充接头与注入车组相连，所述模拟井筒的另一端连接有堵头，所述模拟井筒内穿设有筛管；
[0010]滤失管线，其具有多根滤失分支管线、多根滤失次管线和一根滤失主管线，所述多根滤失次管线分别连接在所述滤失主管线上，每个所述透明筒上连接有多根所述滤失分支管线，每个所述透明筒上的多根滤失分支管线分别与一根所述滤失次管线相连；
[0011]返排管线，其具有多根反排次管线和一根反排主管线，所述多根反排次管线分别连接在所述反排主管线上，所述反排次管线与所述金属短筒相连。
[0012]在优选的实施方式中，所述可视化水平井砾石填充模拟试验装置还包括数据采集系统，所述数据采集系统连接有多个压力传感器，每个所述压力传感器与每个所述透明筒相连。
[0013]在优选的实施方式中，所述数据采集系统还连接有多个摄像机，每个所述摄像机与每个所述金属短筒相对。
[0014]在优选的实施方式中，所述滤失次管线上设有流量计。
[0015]在优选的实施方式中，所述滤失次管线、所述反排次管线上分别连接有阀门。
[0016]在优选的实施方式中，所述透明筒的外壁间隔套设有钢套。
[0017]本实用新型的可视化水平井砾石填充模拟试验装置的特点及优点是:采用透明材料制成的透明筒及透明筒与金属短筒间隔连接的模拟井筒结构设计，即可以清晰地观察砾石充填过程，又能够大大地提高试验压力；另外，该可视化水平井砾石填充模拟试验装置，具有砾石返排流程，试验结束后通过返排管线能够方便地冲洗模拟井筒中填充的砾石，可大大地延长模拟井筒的长度，使砾石的冲洗不受模拟井筒长度的限制；再有，采用砾石充填作业现场实际的注入车组进行砾石充填试验和返排冲洗，也节省了砾石充填设备的投资。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]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，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0019]图1为本实用新型的可视化水平井砾石填充模拟试验装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]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作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。
[0021]如图1所示，本实用新型提供一种可视化水平井砾石填充模拟试验装置，其包括模拟井筒1、滤失管线2和返排管线3。其中:模拟井筒I具有多个透明筒11，两两所述透明筒11之间通过金属短筒12相连，所述模拟井筒I的一端连接有填充接头13，所述填充接头13与注入车组4相连，所述模拟井筒I的另一端连接有堵头14，所述模拟井筒I内穿设有筛管15 ;滤失管线2具有多根滤失分支管线21、多根滤失次管线22和一根滤失主管线23，所述多根滤失次管线22分别连接在所述滤失主管线23上，每个所述透明筒11上连接有多根所述滤失分支管线21，每个所述透明筒11上的多根滤失分支管线21分别与一根所述滤失次管线22相连；返排管线3具有多根反排次管线31和一根反排主管线32，所述多根反排次管线31分别连接在所述反排主管线32上，所述反排次管线31与所述金属短筒12相连。
[0022]具体是，模拟井筒I的透明筒11采用透明材料制成，其可方便操作人员在外部观察其内的试验情况，透明筒11的内径为25cm，厚度为2.5cm，抗内压强度为8MPa，多个透明筒11相互串联连接在一起，两两透明筒11之间通过金属短筒12相连接，从而组成模拟井筒I，模拟井筒I的一端连接填充接头13，其另一端连接堵头14，该填充接头13与一注入车组4相连；在本实用新型中，金属短筒12由不锈钢材料制成，其长度为10?20cm，透明筒11的长度大于金属短筒12的长度，透明筒11与金属短筒12的内径相同，模拟井筒I的总长度为50m。
[0023]筛管15穿设在模拟井筒I中，其上开设有多个筛孔151，筛管15内用于放置待试验的砾石。
[0024]滤失管线2用于将模拟井筒I内的部分携砂液排出，其可模拟携砂液往地层中滤失的过程。其中，在透明筒11的两侧每间隔一米开设一个小孔，每个小孔上连接一根滤失分支管线21，每个透明筒11上连接的滤失分支管线21连接在一根滤失次管线22上，多个透明筒11上连接的多根滤失次管线22分别连接在一根滤失主管线23上。模拟井筒I内的携砂液自该些滤失分支管线21、该些滤失次管线22和滤失主管线23被排出。
[0025]返排管线3由多根反排次管线31和一根反排主管线32组成，待试验结束后，往模拟井筒I内注入清水，模拟井筒I中的砾石将自反排管线3中冲洗出来。其中，返排管线3的多根反排次管线31分别连接在多个金属短筒12上，这样可避免反排管线3直接与透明筒11连接，而导致透明筒11的强度降低；多根反排次管线31分别连接在一根反排主管线32上。
[0026]本实用新型的工作过程如下:首先，将模拟井筒I组装好，将筛管15穿设在模拟井筒I中，模拟井筒I的两端分别密封填充接头13和堵头14，然后将模拟井筒I带有填充接头13的一端与注入车组4相连，之后，将滤失管线2和返排管线3分别连接在透明筒11和金属短筒12上。进行试验时，首先，开启注入车组4，向模拟井筒I的筛管15内注入带有砾石的携砂液，部分携砂液经滤失管线2的滤失分支管线21、该些滤失次管线22和滤失主管线23被排出，模拟了携砂液往地层中滤失的过程，在此过程中，操作人员可通过模拟井筒I的多个透明筒11观察砾石的填充过程；待试验结束后，将返排管线3的返排主管线32与注入车组4连接，卸开堵头14，打开靠近堵头14的第一根返排次管线31，关闭其它返排次管线31，往模拟井筒I中大排量注入清水，将模拟井筒I中的砾石冲洗出来，然后，依次打开其它返排次管线31，将模拟井筒I中的砾石分段冲洗出来，采用这种冲洗方式，可有效地减小返排的阻力，不受模拟井筒I长度的限制。
[0027]本实用新型的可视化水平井砾石填充模拟试验装置，采用透明材料制成的透明筒11及透明筒11与金属短筒12间隔连接的模拟井筒I结构设计，即可以清晰地观察砾石充填过程，又能够大大地提高试验压力；另外，该可视化水平井砾石填充模拟试验装置，具有砾石返排流程，试验结束后通过返排管线3能够方便地冲洗模拟井筒I中填充的砾石，可大大地延长模拟井筒I的长度，使砾石的冲洗不受模拟井筒I长度的限制；再有，采用砾石充填作业现场实际的注入车组4进行砾石充填试验和返排冲洗，也节省了砾石充填设备的投资。
[0028]根据本实用新型的一个实施方式，所述可视化水平井砾石填充模拟试验装置还包括数据采集系统5，所述数据采集系统5连接有多个压力传感器51，每个所述压力传感器51与每个所述透明筒11相连。该些压力传感器51用于测量砾石充填过程中，模拟井筒I内不同位置处的压力变化。
[0029]进一步的，所述数据采集系统5还连接有多个摄像机52，每个所述摄像机52与每个所述金属短筒12相对。该些摄像机52用于记录砾石充填过程。
[0030]根据本实用新型的一个实施方式，所述滤失次管线22上设有流量计221。该流量计221用于计量流经滤失管线2的携砂液的流量，在本实用新型中，该些流量计221可与数据采集系统5相连，实时记录试验过程中的流量变化；进一步的，所述滤失次管线22、所述反排次管线31上分别连接有阀门222和阀门311。阀门222和阀门311用于开启或关闭滤失次管线22和反排次管线31。
[0031]根据本实用新型的一个实施方式，所述透明筒11的外壁间隔套设有钢套(图中未示出)，该些钢套可进一步增强透明筒11的强度。
[0032]以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。
【权利要求】
1.一种可视化水平井砾石填充模拟试验装置，其特征在于，所述可视化水平井砾石填充模拟试验装置包括: 模拟井筒，其具有多个透明筒，两两所述透明筒之间通过金属短筒相连，所述模拟井筒的一端连接有填充接头，所述填充接头与注入车组相连，所述模拟井筒的另一端连接有堵头，所述模拟井筒内穿设有筛管； 滤失管线，其具有多根滤失分支管线、多根滤失次管线和一根滤失主管线，所述多根滤失次管线分别连接在所述滤失主管线上，每个所述透明筒上连接有多根所述滤失分支管线，每个所述透明筒上的多根滤失分支管线分别与一根所述滤失次管线相连； 返排管线，其具有多根反排次管线和一根反排主管线，所述多根反排次管线分别连接在所述反排主管线上，所述反排次管线与所述金属短筒相连。
2.如权利要求1所述的可视化水平井砾石填充模拟试验装置，其特征在于，所述可视化水平井砾石填充模拟试验装置还包括数据采集系统，所述数据采集系统连接有多个压力传感器，每个所述压力传感器与每个所述透明筒相连。
3.如权利要求2所述的可视化水平井砾石填充模拟试验装置，其特征在于，所述数据采集系统还连接有多个摄像机，每个所述摄像机与每个所述金属短筒相对。
4.如权利要求1所述的可视化水平井砾石填充模拟试验装置，其特征在于，所述滤失次管线上设有流量计。
5.如权利要求1所述的可视化水平井砾石填充模拟试验装置，其特征在于，所述滤失次管线、所述反排次管线上分别连接有阀门。
6.如权利要求1所述的可视化水平井砾石填充模拟试验装置，其特征在于，所述透明筒的外壁间隔套设有钢套。
【文档编号】E21B43/02GK203441447SQ201320477294
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月6日 优先权日:2013年8月6日
【发明者】匡韶华, 张建军, 柳燕丽, 佟姗姗, 姬菱秀美, 衣佳 申请人:中国石油天然气股份有限公司