一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法与流程

文档序号:23659700发布日期:2021-01-15 13:57阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法,其特征在于:包括以下步骤:

a、通过钻井液装置向可视化水平环空岩屑运移模拟设备的模拟井筒(19)的环空注液,模拟水平井水平环空中的钻井液;

b、通过进料控制阀(6)调控岩屑罐(5)的注入岩屑量,记录每分钟的岩屑注入量,根据液体流量计(4)读数、岩屑分离器(18)中岩屑的重量、扭矩传感器(10)读数、第一变频器(1)读数、第二变频器(17)读数、钻杆(9)偏心度、岩屑运移轨迹及岩屑床启动再次沉降距离,分析不同岩屑量对岩屑运移的影响;

c、调节钻井液排量,记录液体流量计(4)读数,以模拟钻井液不同返速下岩屑运移情况,记录每分钟的岩屑注入量、岩屑分离器(18)中岩屑的重量、扭矩传感器(10)读数、第一变频器(1)读数、第二变频器(17)读数、钻杆(9)偏心度、岩屑运移轨迹及岩屑床启动再次沉降距离,分析不同钻井液返速对岩屑运移的影响;

d、调节钻杆(9)旋转偏心装置,记录钻杆(9)偏心度,记录每分钟的岩屑注入量、液体流量计(4)读数、岩屑分离器(18)中岩屑的重量、扭矩传感器(10)读数、第一变频器(1)读数、第二变频器(17)读数、岩屑运移轨迹及岩屑床启动再次沉降距离,分析不同偏心度对岩屑运移的影响;

e、通过调节钻杆(9)旋转速度,记录第二变频器(17)读数,记录每分钟的岩屑注入量、液体流量计(4)读数、岩屑分离器(18)中岩屑的重量、扭矩传感器(10)读数、第一变频器(1)读数、钻杆(9)偏心度、岩屑运移轨迹及岩屑床启动再次沉降距离,分析不同钻杆(9)转速对岩屑运移的影响;

f、通过注入不同物性的岩屑,记录岩屑形状、粒度及密度,记录每分钟的岩屑注入量、液体流量计(4)读数、岩屑分离器(18)中岩屑的重量、扭矩传感器(10)读数、第一变频器(1)读数、第二变频器(17)读数、钻杆(9)偏心度、岩屑运移轨迹及岩屑床启动再次沉降距离,分析不同物性的岩屑对岩屑运移的影响。

2.根据权利要求1所述的一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法,其特征在于:所述可视化水平环空岩屑运移模拟设备包括钻井液装置、岩屑送料装置、模拟井筒(19)装置、钻杆(9)旋转偏心装置、岩屑分离器(18)和计算机(16),所述钻井液装置包括第一变频器(1)、钻井液泵(2)、储液罐(3)和液体流量计(4),所述第一变频器(1)与钻井液泵(2)连接,钻井液泵(2)分别与储液罐(3)和液体流量计(4)连接;所述岩屑送料装置包括岩屑罐(5)和安装在岩屑罐(5)上的进料控制阀(6);所述模拟井筒(19)装置包括模拟井筒(19)和固定座(15),模拟井筒(19)固定在固定座(15)上;所述钻杆(9)旋转偏心装置包括偏心器(7)、钻杆连接段(8)、钻杆(9)、扭矩传感器(10)、电机(11)和第二变频器(17),钻杆连接段(8)的一端与偏心器(7)连接,钻杆连接段(8)的另一端与钻杆(9)连接,钻杆(9)与扭矩传感器(10)连接,扭矩传感器(10)与电机(11)连接,电机(11)与第二变频器(17)连接;所述偏心器(7)、钻杆连接段(8)和钻杆(9)设置在模拟井筒(19)内部,所述液体流量计(4)和岩屑罐(5)均与模拟井筒(19)的前端连接,所述储液罐(3)通过管线与岩屑分离器(18)连接,岩屑分离器(18)与模拟井筒(19)的后端连接;所述第一变频器(1)、第二变频器(17)、液体流量计(4)、扭矩传感器(10)分别与计算机(16)连接。

3.根据权利要求2所述的一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法,其特征在于:所述模拟井筒(19)包括连接在一起的上半部筒体和下半部筒体,上半部筒体为透明外筒(12),下半部筒体为粗糙的模拟井壁(13),模拟井壁(13)外设置有金属外筒(14),金属外筒(14)固定在固定座(15)上。

4.根据权利要求3所述的一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法,其特征在于:所述固定座(15)为两个,固定座(15)上开有用于放置金属外筒(14)的弧形凹槽。

5.根据权利要求2所述的一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法,其特征在于:所述钻杆连接段(8)为两个,两个钻杆连接段(8)的直径大小相同。

6.根据权利要求3所述的一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法,其特征在于:所述模拟井壁(13)为水泥浇筑井壁。

7.根据权利要求3所述的一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法,其特征在于:所述透明外筒(12)为有机玻璃外筒。


技术总结
本发明公开了一种可视化水平环空岩屑运移模拟方法,属于模拟石油钻井实验技术领域,其特征在于:包括以下步骤:“a、向模拟井筒的环空注液,模拟水平井水平环空中的钻井液;b、通过进料控制阀调控岩屑罐的注入岩屑量,分析不同岩屑量对岩屑运移的影响;c、调节钻井液排量,分析不同钻井液返速对岩屑运移的影响;d、调节钻杆旋转偏心装置,分析不同偏心度对岩屑运移的影响;e、通过调节钻杆旋转速度,分析不同钻杆转速对岩屑运移的影响;f、通过注入不同物性的岩屑,分析不同物性的岩屑对岩屑运移的影响。本发明原理可靠,操作简便,能够更加真实的模拟岩屑在水平井大位移水平环空段多种工况下的运移情况。

技术研发人员:张继川;李皋;白璟;邓虎;肖东;万夫磊;陈一健;明显森;李雷;黄崇君;吴磊;李睿;毛斌
受保护的技术使用者:中国石油天然气集团有限公司;中国石油集团川庆钻探工程有限公司
技术研发日:2020.11.18
技术公布日:2021.01.15
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