專利名稱：新型鉆井堵漏模擬試驗儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是鉆井技術(shù)領(lǐng)域的鉆井堵漏模擬試驗儀器，通過特制的大尺寸人造巖芯模擬井下漏層，測試堵漏液封堵性能，評價其堵漏效果，屬于鉆井技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鉆井過程中經(jīng)常因地層孔隙或地層破裂等原因發(fā)生鉆井液漏失，室內(nèi)須對堵漏漿在不同漏失條件下的堵漏性能進行深入研究。國內(nèi)外曾出現(xiàn)過多種型號的鉆井堵漏試驗裝置，其基本結(jié)構(gòu)一致，即上部為一加壓接頭，中部為一垂直的圓筒，下部為帶閥門的管線用于排液。圓筒內(nèi)部先用割縫板及小玻璃球或小鋼珠填充層模擬漏失地層，再在漏層之上注入堵漏漿，使用氣壓等驅(qū)動堵漏漿侵入漏層，測量其堵漏效果。在長期的室內(nèi)試驗研究中發(fā)現(xiàn)此類裝置存在如下不足1、模擬漏失層深度不夠，目前的玻璃球形式的漏失層厚度一般小于5cm，很多情況下堵漏材料很難在此擠入深度內(nèi)形成高強度聚集封堵帶，堵漏評價效果失真；2、采用縫隙板或玻璃小球模擬漏失地層，沒有考慮到地層巖石孔隙和裂縫的復(fù)雜程度以及地層的物性，如巖石的吸水膨脹特性、潤濕性、表面粗糙程度、摩擦系數(shù)等；3、堵漏材料在漏失層內(nèi)的分布和堵塞情況難以直接觀察和分析；4、不能測試堵漏形成的封堵層或堵漏墻的反向承壓能力。
實用新型內(nèi)容本實用新型目的是針對上述堵漏試驗裝置的不足，設(shè)計制作了一套全新的堵漏試驗裝置，使其能更客觀地模擬漏失地層，真實反映堵漏過程，直觀反映堵漏材料侵入模擬巖芯的情況，以便于設(shè)計最佳的堵漏劑配方和堵漏工藝。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的新型鉆井堵漏模擬試驗儀，包括用于放置巖芯的巖芯工作筒，巖芯工作筒內(nèi)套裝有環(huán)空密封膠筒，巖芯工作筒上設(shè)有接通巖芯工作筒內(nèi)壁和環(huán)空密封膠筒之間的環(huán)行空間的進出油通道，巖芯工作筒一端設(shè)有端蓋，端蓋上設(shè)有測試通道；巖芯工作筒另一端連接有大油缸，大油缸上遠離巖芯工作筒一端設(shè)有一小油缸，大油缸和小油缸內(nèi)分別裝有大活塞和小活塞，大活塞和小活塞之間經(jīng)活塞桿相連接，小油缸與大油缸之間經(jīng)密封活塞的桿的分隔組件相隔離，分隔組件上設(shè)有接通大油缸和小油缸的兩進出油口，大活塞和巖芯工作筒之間的大油缸上設(shè)有堵漏漿進口和壓力表。
本實用新型工作時，將模擬巖芯裝入巖芯工作筒內(nèi)的環(huán)空密封膠筒中，通過巖芯工作筒上的進出油通道向巖芯工作筒內(nèi)壁和環(huán)空密封膠筒之間的環(huán)行空間內(nèi)加壓，推擠環(huán)空密封膠筒密封模擬巖芯側(cè)面，然后通過堵漏漿進口向大活塞和巖芯之間的大油缸內(nèi)加注堵漏漿，大油缸不僅作為油缸使用，同時也作為罐裝堵漏漿的泥漿筒使用；通過給大活塞另一側(cè)加壓，驅(qū)動堵漏漿在壓力作用下侵入模擬巖芯中，可測試堵漏液的正向封堵能力；堵漏成功后，還可以卸去正向壓力，在端蓋處接壓力空氣，可測試其反向承壓力；將巖芯拆下掉頭裝入環(huán)空密封膠筒，使用清水對封堵后的巖芯緩慢反向加壓，測試堵漏墻的反向承壓能力，堵漏材料侵入人造巖芯的深度和分布可在實驗完畢后通過剖開人造巖芯直接觀測；本實用新型可以更真實地反映鉆井過程中的起下鉆造成的壓力變化；可準確測試在不同漏失條件下的堵漏液的漏失及堵漏規(guī)律；可模擬不同井斜情況下的鉆井堵漏過程。本實用新型不僅可用作鉆井模擬堵漏試驗的評價，還可以用作全直徑模擬巖芯的地層損害試驗評價、PT試驗評價和油氣層保護試驗等。
為便于指示大、小活塞所處位置，小活塞上設(shè)有伸出于小油缸外的標尺。
為方便移動和轉(zhuǎn)動位置，巖芯工作筒側(cè)面設(shè)有可水平和垂直定位的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置在底部設(shè)有腳輪的支架上。使用時，也可以將巖芯工作筒由直立位置轉(zhuǎn)動至水平位置進行檢測。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的工作原理圖；圖3為圖1的右視圖；具體實施方式
如圖1、2、3所示，為鉆井堵漏模擬試驗儀，主要包括用于放置巖芯的巖芯工作筒11，巖芯工作筒11內(nèi)套裝有環(huán)空密封膠筒12，巖芯工作筒11上設(shè)有接通巖芯工作筒內(nèi)壁和環(huán)空密封膠筒12之間環(huán)行空間的進出油通道16，巖芯工作筒11一端設(shè)有端蓋15，端蓋上設(shè)有測試通道12；巖芯工作筒11另一端連接有大油缸6，大油缸6上遠離巖芯工作筒一端設(shè)有一小油缸2，大油缸6和小油缸2內(nèi)分別裝有大活塞8和小活塞3，大活塞8和小活塞3之間經(jīng)活塞桿7相連接，小油缸2與大油缸6之間經(jīng)密封活塞的桿的分隔組件4相隔離，分隔組件4上設(shè)有接通大油缸6和小油缸2的兩進出油口5，大活塞8和巖芯工作筒之間的大油缸6上設(shè)有堵漏漿進口10和壓力表9；小活塞3上設(shè)有伸出于小油缸2外的標尺1；巖芯工作筒側(cè)面設(shè)有可水平和垂直定位的轉(zhuǎn)軸18，所述轉(zhuǎn)軸18設(shè)置在底部設(shè)有腳輪20的支架19上。
工作時，須配備一液壓泵17，其最高工作壓力為16MPa，最大排量為950L/h；模擬巖芯13采用Φ100×600mm的大尺寸人造巖芯模擬漏失地層，本實用新型最高試驗壓力為25MPa，流量可根據(jù)試驗要求靈活調(diào)節(jié)，可根據(jù)堵漏需要恒定試驗壓差，壓力控制平穩(wěn)，操作簡便。試驗時，按總裝圖安裝好各配件，檢查管線氣密性；將制作好的模擬巖芯13送入環(huán)空密封膠筒12中，裝上端蓋15，通過巖芯工作筒11上的進出油通道16向巖芯工作筒內(nèi)壁和環(huán)空密封膠筒之間的環(huán)行空間內(nèi)加壓至2-4Mpa，推擠環(huán)空密封膠筒12密封模擬巖芯13側(cè)面，通過堵漏漿進口10向大油缸內(nèi)注入配制好的堵漏漿后關(guān)閉進口，開啟液壓泵17，通過向大油缸6中注入液壓油，推動大活塞8，把堵漏漿擠入模擬巖芯13中。通過安放在大油缸上的壓力表觀測堵漏材料承壓能力的大小。當堵漏漿全部擠入巖芯中后，小油缸2工作，可以通過堵漏漿進口將堵漏漿補充吸入大活塞8和模擬巖芯之間的大油缸6中，繼續(xù)進行堵漏試驗。在一段時間的靜堵或其它方法堵漏完成后，堵漏墻形成，壓力表可顯示正壓承壓能力，當堵漏成功后，卸掉液壓泵的壓力，然后在測試通道外接一高壓氣源，緩慢加壓，測試可到達的最高壓力即為堵漏墻的反向承壓能力。另外，還可以取出模擬巖芯，反向裝入巖芯工作筒內(nèi)，使用清水對封堵后的巖芯緩慢反向加壓，可測試堵漏墻的反向承壓能力。
權(quán)利要求1.新型鉆井堵漏模擬試驗儀，其特征在于包括用于放置巖芯的巖芯工作筒，巖芯工作筒內(nèi)套裝有環(huán)空密封膠筒，巖芯工作筒上設(shè)有接通巖芯工作筒內(nèi)壁和環(huán)空密封膠筒之間環(huán)行空間的進出油通道，巖芯工作筒一端設(shè)有端蓋，端蓋上設(shè)有測試通道；巖芯工作筒另一端連接有大油缸，大油缸上遠離巖芯工作筒一端設(shè)有一小油缸，大油缸和小油缸內(nèi)分別裝有大活塞和小活塞，大活塞和小活塞之間經(jīng)活塞桿相連接，小油缸與大油缸之間經(jīng)密封活塞的桿的分隔組件相隔離，分隔組件上設(shè)有接通大油缸和小油缸的兩進出油口，大活塞和巖芯工作筒之間的大油缸上設(shè)有堵漏漿進口和壓力表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型鉆井堵漏模擬試驗儀，其特征在于所述小活塞上設(shè)有伸出于小油缸外的標尺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型鉆井堵漏模擬試驗儀，其特征在于所述巖芯工作筒側(cè)面設(shè)有可水平和垂直定位的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置在底部設(shè)有腳輪的支架上。
專利摘要本實用新型公開了鉆井技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的新型鉆井堵漏模擬試驗儀，包括用于放置巖芯的巖芯工作筒，巖芯工作筒內(nèi)套裝有環(huán)空密封膠筒，巖芯工作筒上設(shè)有接通巖芯工作筒內(nèi)壁和環(huán)空密封膠筒之間的環(huán)行空間的進出油通道，巖芯工作筒一端設(shè)有端蓋，端蓋上設(shè)有測試通道；巖芯工作筒另一端連接有大油缸，大油缸上另一端設(shè)有一小油缸，大油缸和小油缸內(nèi)分別裝有經(jīng)活塞桿相連的大、小活塞，小油缸與大油缸之間經(jīng)分隔組件相隔離，分隔組件上設(shè)有接通大油缸和小油缸的兩進出油口，大活塞和巖芯工作筒之間的大油缸上設(shè)有堵漏漿進口和壓力表。本實用新型可測試堵漏液的漏失及堵漏規(guī)律，可用作鉆井模擬堵漏、地層損害試驗評價、PT試驗評價和油氣層保護試驗等。
文檔編號E21B33/13GK2866805SQ20062006899
公開日2007年2月7日 申請日期2006年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月24日
發(fā)明者劉亞, 宋碧濤, 許春田, 吳富生, 盧群輝, 薛蕓 申請人:中國石油化工股份有限公司江蘇油田分公司石油工程技術(shù)研究院