專利名稱：一種具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域，特別是水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，具體的講是一種具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域中，為了更好的研究井下油、水、氣三相流流動(dòng)規(guī)律，通常使用能夠模擬井下作業(yè)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。然而，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)僅為直井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)， 即該試驗(yàn)系統(tǒng)僅能用于模擬直井或者斜井?，F(xiàn)有技術(shù)還并未涉及到水平井進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。而水平井在鉆井中占有一定的比例，且水平井中的數(shù)據(jù)對(duì)于本領(lǐng)域的研究人員來講十分重要。水平井中的數(shù)據(jù)能夠用于分析水平井是否有水突進(jìn)和水的突進(jìn)位置等關(guān)鍵信息，為優(yōu)化注采方案和精細(xì)油藏描述提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是指導(dǎo)壓裂、堵水等作業(yè)并評(píng)價(jià)其效果不可缺少的依據(jù)。因此，如何能夠提出一種用于水平井的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，成為了石油鉆井技術(shù)領(lǐng)域中一個(gè)急需解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用于模擬水平井的作業(yè)環(huán)境，通過使用水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可獲取水平井中油、水、氣三相流數(shù)據(jù)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中只能對(duì)直井或者斜井進(jìn)行模擬而無法模擬水平井的問題。本發(fā)明提供的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括氣源、高空油罐、 高空水罐、計(jì)量裝置、油氣水混合裝置、可調(diào)節(jié)角度水平井段、油水分離罐、地面油罐和地面水罐；其中所述氣源、所述高空油罐和所述高空水罐分別連接于所述油氣水混合裝置，以分別向所述油氣水混合裝置供氣體、油和水；在所述氣源、所述高空油罐和所述高空水罐與所述油氣水混合裝置之間還設(shè)置有所述計(jì)量裝置，用于計(jì)量所述氣體、油和水，生成計(jì)量數(shù)據(jù)；所述油氣水混合裝置將所述氣體、油和水進(jìn)行混合后，輸入至所述可調(diào)節(jié)角度水平井段；所述可調(diào)節(jié)角度水平井段具有角度調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)角度水平井段相對(duì)于水平線的角度；所述油水分離罐連接于所述可調(diào)節(jié)角度水平井段，將來自于所述可調(diào)節(jié)角度水平井段的油和水進(jìn)行分離，將分離后的油輸入至所述地面油罐，將分離后的水輸入至所述地面水罐；所述地面油罐連接于所述高空油罐，向所述高空油罐供油；所述地面水罐連接于所述高空水罐，向所述高空水罐供水。進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述的水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括垂直井段，連接于所述可調(diào)節(jié)角度水平井段與所述油水分離罐之間。
進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述地面油罐與所述高空油罐之間、所述地面水罐與所述高空水罐設(shè)置之間均設(shè)置有泵。進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述系統(tǒng)所包括的各裝置間通過管線連接，其中，所述管線上設(shè)置有閥門。進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述的水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括控制及數(shù)據(jù)采集裝置，所述控制及數(shù)據(jù)采集裝置包括數(shù)據(jù)采集單元、存儲(chǔ)單元、控制單元和輸出單元；其中所述數(shù)據(jù)采集單元，采集所述計(jì)量數(shù)據(jù)；所述存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)所述計(jì)量數(shù)據(jù)；所述控制單元，控制所述閥門的開閉；所述輸出單元，將所述計(jì)量數(shù)據(jù)輸出至外部設(shè)備。進(jìn)一步地，所述管線包括PVC管和有機(jī)玻璃管。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明提供的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用于模擬水平井的作業(yè)環(huán)境，通過使用水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可獲取水平井中油、水、氣三相流數(shù)據(jù)，以用于準(zhǔn)確測(cè)量、解釋水平井流量和含水率。同時(shí)，也為定性和定量研究水平條件下油、水、氣三相流流動(dòng)規(guī)律提供了技術(shù)基礎(chǔ)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的另一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的又一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的控制及數(shù)據(jù)采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括氣源101、高空油罐102、高空水罐103、計(jì)量裝置104、油氣水混合裝置105、可調(diào)節(jié)角度水平井段106、油水分離罐107、地面油罐108和地面水罐109。其中氣源101、高空油罐102和高空水罐103分別連接于所述油氣水混合裝置 105，以分別向所述油氣水混合裝置105供氣體、油和水。在氣源101、高空油罐102和高空水罐103與油氣水混合裝置105之間還設(shè)置有所述計(jì)量裝置104，用于計(jì)量從氣源101輸入至油氣水混合裝置105的氣體、計(jì)量所述高空水罐103輸入至油氣水混合裝置105的油、以及計(jì)量從高空水罐103輸入至油氣水混合裝置 105的水，生成計(jì)量數(shù)據(jù)。油氣水混合裝置105用于將輸入至其內(nèi)部的氣體、油和水進(jìn)行混合，經(jīng)混合后，輸入至可調(diào)節(jié)角度水平井段106。優(yōu)選的是，如圖1所述的，可調(diào)節(jié)角度水平井段106分為4 個(gè)部分(編號(hào)為1061的水平井段1、編號(hào)為1062的水平井段2、編號(hào)為1063的水平井段3、 編號(hào)為1064的水平井段4)。水平井段1與水平井段2之間、水平井段2與水平井段3之間、水平井段3與水平井段4之間設(shè)置分別有角度調(diào)節(jié)裝置110、111、112。具體的講，角度調(diào)節(jié)裝置110、111、112可以為支持裝置(例如為支撐桿或者其他支撐機(jī)構(gòu))，通過具有角度調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)該可調(diào)節(jié)角度水平井段相對(duì)于水平線的角度?？蛇x的是，各角度調(diào)節(jié)裝置110、111、112各自的調(diào)節(jié)角度可相同或不同，使得。例如通過角度調(diào)節(jié)裝置(支撐桿)110的支撐，使得從水平井段1061至水平井段1062處于上升趨勢(shì)(上坡)，從水平井段 1062至水平井段1063處于下降趨勢(shì)(下坡)，從水平井段1063至水平井段1064處于上升趨勢(shì)，從水平井段1064至油水分離罐107處于下降趨勢(shì)。優(yōu)選的是，可以實(shí)現(xiàn)沿水平方向 0 士 45度的模擬水平井。油水分離罐107連接于可調(diào)節(jié)角度水平井段106，將來自于可調(diào)節(jié)角度水平井段 106的油和水進(jìn)行分離，分離后的油輸入至所述地面油罐108，將分離后的水輸入至所述地面水罐109。地面油罐108連接于高空油罐113，地面油罐108與高空油罐102之間還設(shè)置有泵113，用于將地面油罐108中的油抽取到高空油罐102中，以回收利用。類似地，地面水罐109連接于高空水罐113，地面水罐109與高空水罐113之間還設(shè)置有泵114，用于將地面水罐109中的油抽取到高空水罐103中，以回收利用。優(yōu)選的是，所述的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所述系統(tǒng)所包括的各裝置間通過管線(例如PVC管、有機(jī)玻璃管)連接，其中，所述管線上設(shè)置有閥門115(圖中只有標(biāo)記符號(hào)“115”標(biāo)示出了計(jì)量裝置104與高空水罐103之間的閥門，圖中其他任意兩裝置間已繪示出閥門與閥門115相同。因此，不再使用標(biāo)記符號(hào)進(jìn)行逐一標(biāo)記)。優(yōu)選的是，如圖2所示，該具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括控制及數(shù)據(jù)采集裝置116，用于控制所述閥門的開閉狀態(tài)及對(duì)采集數(shù)據(jù)。具體地，如圖3所示， 控制及數(shù)據(jù)采集裝置116還包括數(shù)據(jù)采集單元1161、存儲(chǔ)單元1162、控制單元1163和輸出單元1164 ；其中所述數(shù)據(jù)采集單元1161，采集計(jì)量數(shù)據(jù)(例如數(shù)據(jù)采集單元1161采集從計(jì)量裝置出來的計(jì)量數(shù)據(jù))；所述存儲(chǔ)單元1162，存儲(chǔ)所述計(jì)量數(shù)據(jù)；所述控制單元 1163，控制系統(tǒng)內(nèi)的閥門(例如包含上述閥門115在內(nèi)的系統(tǒng)內(nèi)的各閥門)的開閉；所述輸出單元1164，將所述計(jì)量數(shù)據(jù)輸出至外部設(shè)備，以供外部設(shè)備使用。在具體實(shí)現(xiàn)上，控制及數(shù)據(jù)采集裝置116可以為一種控制設(shè)備或者終端設(shè)備，例如計(jì)算機(jī)、PDA、手機(jī)等，但本發(fā)明并不限于此。
優(yōu)選的是，如圖4所示，該具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還包括垂直井段117，連接于所述可調(diào)節(jié)角度水平井段與所述油水分離罐之間。由于該系統(tǒng)既包含水平井段116又包含垂直井段117，如此配合，則可以模擬油井實(shí)際的井眼軌跡。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明提供的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用于模擬水平井的作業(yè)環(huán)境，通過使用水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可獲取水平井中油、水、氣三相流數(shù)據(jù)，以用于準(zhǔn)確測(cè)量、解釋水平井流量和含水率。同時(shí)，本發(fā)明提供的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)， 適用于水平井產(chǎn)液剖面測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，是水平井流型流態(tài)試驗(yàn)的基礎(chǔ)系統(tǒng)，也為定性和定量研究水平條件下油、水、氣三相流流動(dòng)規(guī)律提供了實(shí)驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)基礎(chǔ)。本發(fā)明中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員， 依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)包括 氣源、高空油罐、高空水罐、計(jì)量裝置、油氣水混合裝置、可調(diào)節(jié)角度水平井段、油水分離罐、 地面油罐和地面水罐；其中所述氣源、所述高空油罐和所述高空水罐分別連接于所述油氣水混合裝置，以分別向所述油氣水混合裝置供氣體、油和水；在所述氣源、所述高空油罐和所述高空水罐與所述油氣水混合裝置之間還設(shè)置有所述計(jì)量裝置，用于計(jì)量所述氣體、油和水，生成計(jì)量數(shù)據(jù)；所述油氣水混合裝置將所述氣體、油和水進(jìn)行混合后，輸入至所述可調(diào)節(jié)角度水平井段；所述可調(diào)節(jié)角度水平井段具有角度調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)角度水平井段相對(duì)于水平線的角度；所述油水分離罐連接于所述可調(diào)節(jié)角度水平井段，將來自于所述可調(diào)節(jié)角度水平井段的油和水進(jìn)行分離，將分離后的油輸入至所述地面油罐，將分離后的水輸入至所述地面水罐；所述地面油罐連接于所述高空油罐，向所述高空油罐供油；所述地面水罐連接于所述高空水罐，向所述高空水罐供水。
2.如權(quán)利要求1所述的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括垂直井段，連接于所述可調(diào)節(jié)角度水平井段與所述油水分離罐之間。
3.如權(quán)利要求1所述的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述地面油罐與所述高空油罐之間、所述地面水罐與所述高空水罐設(shè)置之間均設(shè)置有泵。
4.如權(quán)利要求1所述的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)所包括的各裝置間通過管線連接，其中，所述管線上設(shè)置有閥門。
5.如權(quán)利要求4所述的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括控制及數(shù)據(jù)采集裝置，所述控制及數(shù)據(jù)采集裝置包括數(shù)據(jù)采集單元、存儲(chǔ)單元、控制單元和輸出單元；其中所述數(shù)據(jù)采集單元，采集所述計(jì)量數(shù)據(jù)；所述存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)所述計(jì)量數(shù)據(jù)；所述控制單元，控制所述閥門的開閉；所述輸出單元，將所述計(jì)量數(shù)據(jù)輸出至外部設(shè)備。
6.如權(quán)利要求4所述的具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述管線包括PVC管和有機(jī)玻璃管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有可調(diào)節(jié)角度水平井段的水平井實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括氣源、高空油罐、高空水罐、計(jì)量裝置、油氣水混合裝置、可調(diào)節(jié)角度水平井段、油水分離罐、地面油罐和地面水罐。氣源、高空油罐和高空水罐分別連接于油氣水混合裝置，分別供氣體、油和水；該系統(tǒng)中還設(shè)置有計(jì)量裝置，計(jì)量氣體、油和水，生成計(jì)量數(shù)據(jù)；油氣水混合裝置將氣體、油和水進(jìn)行混合后，輸入至可調(diào)節(jié)角度水平井段；可調(diào)節(jié)角度水平井段具有角度調(diào)節(jié)裝置；油水分離罐連接于可調(diào)節(jié)角度水平井段，將油和水進(jìn)行分離，將分離后的油輸入至地面油罐，將分離后的水輸入至地面水罐；地面油罐連接于高空油罐，向高空油罐供油；地面水罐連接于高空水罐，向高空水罐供水。
文檔編號(hào)E21B47/12GK102434145SQ20111022840
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者于俊梅, 呂志武, 宋志軍, 岳鵬飛, 張躍華, 李洪軍, 楊志祥, 楊顯志, 王占才, 王曉華, 王進(jìn)旗, 鮑洪濤 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司