一种模拟水平井井下钻磨的实验装置的制作方法

本实用新型涉及钻井技术领域，特别涉及一种模拟水平井井下钻磨的实验装置。

背景技术：

作为一种有效增产的钻井方式，大斜度、水平井的数量在迅速增加，其应用比例已超过油气区新钻井总量的10％。在水平井完井、增产改造作业过程中，常需要采用封隔器、桥塞对井筒的不同层段进行隔断，在作业完成后又需要解除该隔断，以实现井筒的畅通。

目前解除该隔断时均采用钻磨方法，其中，针对不同隔断工具的钻磨，钻磨工具的选择以及钻磨参数往往是凭经验进行选择，然后再根据现场钻磨情况调整。

设计人发现现有技术中至少存在以下问题：

凭经验选择钻磨工具解除隔断具有一定的盲目性，不能准确地选择出合适的钻磨工具，使得作业成本和施工风险较大，同时也延误了投产时间。

技术实现要素：

本实用新型提供一种模拟水平井井下钻磨的实验装置，可解决上述技术问题。

具体而言，包括以下的技术方案：

提供了一种模拟水平井井下钻磨的实验装置，所述实验装置包括：底座、液压缸、旋转进液总成、光杆、托料架和实验工件；

所述液压缸设置在所述底座上，用于驱动所述旋转进液总成水平滑动；

所述光杆的第一端连接在所述旋转进液总成上，所述旋转进液总成用于驱动所述光杆旋转，且所述旋转进液总成具有与所述光杆连通的进液通道，所述进液通道用于向所述光杆内通入水；

所述托料架设置在所述底座上，用于支撑所述实验工件；

所述实验工件包括套筒和设置在所述套筒内的隔断，所述套筒设置在所述托料架上，所述套筒上设置有出液孔；

所述光杆的第二端水平伸入所述套筒中，所述光杆与所述套筒之间活动密封，所述第二端上连接有钻磨工具，所述钻磨工具朝向所述隔断。

在一种可能的设计中，所述旋转进液总成包括支撑座和设置在所述支撑座上、且可沿所述支撑座水平滑动的带光杆转动装置；以及与所述带光杆转动装置连接的水马达；

所述支撑座固定在所述底座上；

所述带光杆转动装置的一端与所述液压缸连接，另一端与所述光杆的所述第一端连接。

在一种可能的设计中，所述带光杆转动装置与所述液压缸之间通过法兰连接。

在一种可能的设计中，所述进液通道经所述带光杆转动装置与所述光杆连通。

在一种可能的设计中，所述带光杆转动装置的底部设置有滑轮；所述支撑座上设置有与所述滑轮配合的轨道。

在一种可能的设计中，所述实验装置还包括：可旋转密封件；

所述光杆通过所述可旋转密封件与所述套筒密封连接。

在一种可能的设计中，所述托料架包括设置在所述底座上支撑架，和固定在所述支撑架上的托盘。

在一种可能的设计中，所述支撑架的高度可调节。

在一种可能的设计中，所述隔断是封隔器或桥塞。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：

本实用新型实施例提供的模拟水平井井下钻磨的实验装置，通过设置液压缸驱动光杆水平滑动，设置旋转进液总成驱动光杆旋转，形成实验所需的钻压，同时设置进液通道，形成实验所需的井下完整水循环及围压环境，从而模拟出井下钻磨条件，进而对隔断进行钻磨，取得钻磨工具钻磨隔断的时效特点，并以此来判断该钻磨工具是否适合用于该隔断的钻磨作业，从而选择出适合的钻磨工具，降低作业成本和施工风险，加快投产。

附图说明

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。

图1为本实用新型实施例提供的一种模拟水平井井下钻磨的实验装置在工作状态下的结构示意图；

图2为图1所示的实验装置在非工作状态下的结构示意图；

图3为图1所示的实验装置的旋转进液总成的结构示意图。

图中的附图标记分别表示：

1-底座；

2-液压缸；

3-旋转进液总成；31-支撑座；32-带光杆转动装置；33-水马达；

4-光杆；

5-托料架；51-支撑架；52-托盘；

6-实验工件；61-套筒；62-隔断；

7-可旋转密封件。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种模拟水平井井下钻磨的实验装置，如图1所示，图1为模拟水平井井下钻磨的实验装置在工作状态下的结构示意图；该实验装置包括：底座1、液压缸2、旋转进液总成3、光杆4、托料架5和实验工件6；

液压缸2设置在底座1上，用于驱动旋转进液总成3水平滑动；

光杆4的第一端连接在旋转进液总成3上，旋转进液总成3用于驱动光杆4旋转，且旋转进液总成3具有与光杆4连通的进液通道，进液通道用于向光杆4内通入水；

托料架5设置在底座1上，用于支撑实验工件6；

实验工件6包括套筒61和设置在套筒61内的隔断62，套筒61设置在托料架5上，套筒61上设置有出液孔；

光杆4的第二端水平伸入套筒61中，光杆4与套筒61之间活动密封，光杆4的第二端上连接有钻磨工具，该钻磨工具朝向隔断62。

应用时，将隔断62座封于相应尺寸的套筒61中；在光杆4的第二端上连接预备入井的同类型钻磨工具，并将带有钻磨工具的光杆4的第二端送入套筒61中，且使光杆4与套筒61之间活动密封，将光杆4的第一端连接在旋转进液总成3上；一方面旋转进液总成3驱动光杆4旋转，另一方面旋转进液总成3与液压缸2连接，液压缸2驱动旋转进液总成3沿水平方向滑动，进而带动连接在旋转进液总成3上的光杆4水平滑动，形成实验所需的钻压；同时，外部高压水泵通过旋转进液总成3的进液通道，经光杆4进入水下实验工件6的套筒61中，并经套筒61上的出液孔流出，形成实验所需的井下完整水循环及围压环境；在此模拟的井下条件下，钻磨工具对隔断62进行钻磨，以取得该钻磨工具在模拟井下条件下对钻磨隔断62的时效特点。

本实用新型实施例提供的模拟水平井井下钻磨的实验装置，通过设置液压缸2驱动光杆4水平滑动，设置旋转进液总成3驱动光杆4旋转，形成实验所需的钻压，同时设置进液通道，形成实验所需的井下完整水循环及围压环境，从而模拟出井下钻磨条件，进而对隔断62进行钻磨，取得钻磨工具钻磨隔断62的时效特点，并以此来判断该钻磨工具是否适合用于该隔断62的钻磨作业，从而选择出适合的钻磨工具，降低作业成本和施工风险，加快投产。

可以理解的是，实验工件6用于模拟待钻磨井的井下环境。

具体地，套筒61可选择与实际井下套管尺寸一致的套管，并根据实际需要在套筒61上设置有出液孔，用于使套筒61中通入的水排出，以模拟井下套管中实际的水循环环境。

隔断62可选择与实际井中类型相同的隔断62。示例地，隔断62可以是封隔器或桥塞，该封隔器或桥塞与实际井中座封的封隔器或桥塞的类型相同。

图2为模拟水平井井下钻磨的实验装置在在非工作状态下的结构示意图。在非工作状态时，可将实验工件6从实验装置上拆除。

在上述的模拟水平井井下钻磨的实验装置中，为了便于旋转进液总成3带动光杆4水平滑动，如图3所示，可使旋转进液总成3包括支撑座31和设置在支撑座31上、且可沿支撑座31水平滑动的带光杆转动装置32；以及与带光杆转动装置32连接的水马达33；

支撑座31固定在底座1上；

带光杆转动装置32的一端与液压缸2连接，另一端与光杆4的第一端连接。

应用时，液压缸2提供给带光杆转动装置32水平推力，使带光杆转动装置32可沿支撑座31水平滑动，同时，带光杆转动装置32通过水马达33驱动光杆4旋转，进而为光杆4上的钻磨工具提供钻压。

为了使带光杆转动装置32与液压缸2之间紧固连接，避免在活动的过程中脱落，可使二者之间通过法兰连接。

考虑到带光杆转动装置32滑动的便捷性，可使带光杆转动装置32的底部设置有滑轮；

支撑座31上设置有与滑轮配合的轨道。

应用时，带光杆转动装置32在液压缸2的驱动作用下，可通过滑轮沿支撑座31上的轨道往复滑动。

在上述的模拟水平井井下钻磨的实验装置中，旋转进液总成3一方面用于驱动光杆4旋转，另一方面用于提供进液通道，以向光杆4内通入水。基于此，为了简化装置，可使进液通道经带光杆转动装置32与光杆4连通。

具体地，可使光杆4连接在带光杆转动装置32的输出端上，进液通道与光杆4连通，由此在带光杆转动装置32带动光杆4转动的同时，可使水经进液通道进入光杆4和套筒61，其中，带光杆转动装置32可实现光杆4与大气之间的旋转密封。

可以理解的是，光杆4与带光杆转动装置32之间为密封连接，避免通入的水分泄漏，示例地，可通过垫圈、螺母、法兰等连接稳固，密封牢靠。

进一步地，考虑到实际井下环境，还可使实验装置包括：可旋转密封件7；光杆4通过可旋转密封件7与套筒61密封连接。

可旋转密封件7用于将光杆4与套筒61之间的连接密封，且可使光杆4相对于套筒61水平活动。

在上述的模拟水平井井下钻磨的实验装置中，托料架5用于支撑和固定实验工件6，其形式可为多种。

示例地，可使托料架5包括设置在底座1上支撑架51，和固定在支撑架51上的托盘52。

应用时，将实验工件6固定放置于托盘52上，实验工件6的高度可使光杆4水平穿入为准。

示例地，实验工件6可采用卸扣机等装置固定。

进一步地，为了适应不同尺寸的套筒61，还可使支撑架51的高度可调节。应用时，可根据套筒61的实际尺寸，调整支撑架51的高度，使托盘52上的实验工件6和光杆4位于同一轴线上，从而使光杆4水平穿入套筒61中。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本实用新型的技术方案，并不用以限制本实用新型。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。