一种深海钻井中隔水管内泥浆循环模拟实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种泥浆循环模拟实验装置，特别是关于一种深海钻井中隔水管内泥浆循环模拟实验装置。
【背景技术】
[0002]气侵即海底开采出的气体侵入钻井液后，在井底受海底压力，气体体积很小，但随着钻井液循环上返，气体上升速度越来越大，气体体积逐渐膨胀增大，特别是当气体接近海平面时膨胀速度极为惊人，如果未及时发现就会造成井喷等严重危害。因此气侵的早期在线监测是海洋深水钻井的一个极其重要的问题。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种可以更深入的研究和了解气侵发生时泥浆流动情况的深海钻井中隔水管内泥浆循环模拟实验装置，对研究高效稳定的气侵检测方法具有非常重要的作用。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种深海钻井中隔水管内泥浆循环模拟实验装置，其特征在于:它包括主体循环装置、钻井液注入与回收结构、注气结构和监测结构；
[0005]所述主体循环装置包括铁质循环管、透明可视有机玻璃段、第一压力传感器、第一温度传感器和高压循环泥浆栗；所述铁质循环管采用闭环结构，且将所述铁质循环管的一侧下端设置有所述透明可视有机玻璃段，所述铁质循环管的另一侧连接有所述高压循环泥浆栗，在所述铁质循环管的底部管道上设置有所述第一压力传感器和所述第一温度传感器；所述钻井液注入与回收结构包括泥浆搅拌桶、电机、计量栗和释放罐；所述泥浆搅拌桶连接所述电机，所述泥浆搅拌桶的泥浆出口通过所述管道连接计量栗的入口，所述计量栗的出口通过管道连接位于所述铁质循环管底部的泥浆出入口 ；所述释放罐的泥浆入口通过三通阀与所述铁质循环管的泥浆出入口和所述计量栗出口连通，所述释放罐的泥浆出口通过管道连接所述泥浆搅拌桶的泥浆进口；
[0006]所述注气结构包括若干高压气瓶、第二压力传感器、第二温度传感器和两恒压阀；所述若干高压气瓶并联后通过管道连接一所述恒压阀的入口，该所述恒压阀的出口通过管道连接位于所述铁质循环管底部的进气口，另一所述恒压阀的进口通过管道连接所述释放罐的出气口；
[0007]所述监测结构包括超声波传感器、泥线处溢流监测装置样机和主计算机；所述超声波传感器设置在所述铁质循环管上设置有所述透明可视有机玻璃段的一侧，且位于所述透明可视有机玻璃段上方；所述超声波传感器连接所述泥线处溢流监测装置样机，所述泥线处溢流监测装置样机连接所述计算机。
[0008]所述深海钻井中隔水管内泥浆循环模拟实验装置还包括清洗结构，所述清洗结构包括一真空栗、两空压机和三带有控制阀门的清水管；所述真空栗和一所述空压机通过管道均连接至位于所述铁质循环管顶部的进出气口 ；一所述清水管位于所述铁质循环管顶部，与所述铁质循环管连通，一所述清水管与所述泥浆搅拌桶和所述计量栗连通，另一所述清水管和另一所述空压机均连接至所述释放罐的清洗进口。
[0009]在所述铁质循环管顶部设置有排气口，所述排气口连接带有控制阀门的排气管。
[0010]在所述铁质循环管底部、所述泥浆搅拌桶底部和所述释放罐底部均设置有带有控制阀门的排污管。
[0011]所述高压循环泥浆栗采用可调速电机带动叶轮推动泥浆循环的方式。
[0012]所述释放罐采用封闭式设置。
[0013]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型由于采用高压循环泥浆栗对铁质循环管中的泥浆进行加压，并通过压力传感器和温度传感器实时地对泥浆压力进行监测，可通过调节高压泥浆栗的功率随时对泥浆压力进行调整，从而监测不同压力下泥浆的流动情况。2、本实用新型由于采用真空栗将铁质循环管中非泥浆段的空气抽出，确保其可达到99 %的真空度，从而模拟非气侵状态下深海钻井过程中，正常高压泥浆在管道中的流动情况。3、本实用新型由于采用高压气瓶结合恒压阀的方式将气体注入泥浆中，从而实现对气体侵入钻井液情况的模拟，进而更深入的研究和了解气侵发生时泥浆流动情况。4、本实用新型由于采用封闭式的释放罐将带有高压气体的泥浆长时间静置后泥浆中的溶解气能够充分的析出，并通过恒压阀进行泄压与气体的释放，从而保证了泥浆、气体释放过程的安全性。5、本实用新型由于采用将释放罐和泥浆搅拌桶连接，从而将泥浆直接导回泥浆搅拌桶进行重新配置，进而实现了泥浆重复利用，减少物料的损失。6、本实用新型由于采用清水对实验装置进行清洗，有效地清除实验装置中的残留物，并采用高压空气将清水不能有效排出的一些细小依附物吹出，同时还能清除残留在其中的水气，减少长时间不用时水气对设备及管道的腐蚀，保证实验装置的有效工作状态。综上所述，本实用新型可以广泛应用于泥浆循环模拟实验中。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型中深海钻井中隔水管内泥浆循环模拟实验装置的整体结构示意图
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0016]本实用新型提供一种深海钻井中隔水管内泥浆循环模拟实验装置，如图1所示，其包括主体循环装置1、钻井液注入与回收结构2、清洗结构3、注气结构4和监测结构5。
[0017]主体循环装置I包括铁质循环管11、透明可视有机玻璃段12、第一压力传感器13、第一温度传感器14和高压循环泥浆栗15。铁质循环管11采用一完全封闭的闭环结构，且将铁质循环管11的一侧下端设置有透明可视有机玻璃段12，铁质循环管11的另一侧连接有高压循环泥浆栗15。在铁质循环管11的底部管道上设置有第一压力传感器13和第一温度传感器14。
[0018]钻井液注入与回收结构2包括泥浆搅拌桶21、电机22、计量栗23和释放罐24。泥浆搅拌桶21连接电机22，泥浆搅拌桶21的泥浆出口通过管道连接计量栗23的入口，计量栗23的出口通过管道连接位于铁质循环管11底部的泥浆出入口，完成钻井液的注入。释放罐24的泥浆入口通过三通阀与铁质循环管11的泥浆出入口和计量栗23出口连通，释放罐24的泥浆出口通过管道连接泥浆搅拌桶21的泥浆进口，完成钻井液的回收。
[0019]清洗结构3包括一真空栗31、两空压机32和三带有控制阀门6的清水管33。真空栗31和一空压机32通过管道均连接至位于铁质循环管11顶部的进出气口。一清水管33位于铁质循环管11顶部，与铁质循环管11连通，一清水管33与泥浆搅拌桶21和计量栗23连通，另一清水管33和另一空压机32 (图中未标出)均连接至释放罐24的清洗进口。
[0020]注气结构4包括若干高压气瓶41、第二压力传感器42、第二温度传感器43和两恒压阀44。若干高压气瓶41并联后通过管道连接一恒压阀44的入口，该恒压阀44的出口通过管道连接位于铁质循环管11底部的进气口，另一恒压阀44的进口通过管道连接释放罐24的出气口，控制释放罐24内产生气体的排出。
[0021]监测结构5包括超声波传感器51、泥线处溢流监测装置样机52和主计算机53。超声波传感器51设置在铁质循环管11上设置有透明可视有机玻璃段12的一侧，且位于透明可视有机玻璃段12上方。超声波传感器51连接泥线处溢流监测装置样机52，泥线处溢流监测装置样机52连接计算机53，超声波传感器51将接收到的铁质循环管11中泥浆运动状态的信号传递给泥线处溢流监测装置样机52，通过泥线处溢流监测装置样机52显示在主计算机53的显示屏上。
[0022]上述实施例中，在铁质循环管11顶部设置有排气口，排气口连接带有控制阀门6的排气管7。
[0023]上述实施例中，在铁质循环管11底部、泥浆搅拌桶21底部和释放罐24底部均设置有带有控制阀门6的排污管8。
[0024]上述实施例中，各个管道上均设置有控制阀门6。
[0025]上述实施例中，高压循环泥浆栗15采用可调速电机带动叶轮推动泥浆循环的方式。
[0026]上述实施例中，释放罐24采用封闭式设置。
[0027]采用深海钻井中隔水管内泥浆循环模拟实验装置的实验方法，包括以下步骤:
[0028]I)使用清水管33分别向铁质循环管11、泥浆搅拌桶21、计量栗23和释放罐24中注入清水，当清水注满