裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其包括模擬井筒單元、模擬裂縫單元和模擬地層單元，模擬井筒單元的側(cè)壁設(shè)有井筒通孔，模擬地層單元的側(cè)壁設(shè)有地層通孔，井筒通孔和地層通孔通過(guò)模擬裂縫單元連通；所述裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括用于調(diào)節(jié)井筒通孔的過(guò)流面積的調(diào)節(jié)件。本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)節(jié)井筒通孔的過(guò)流面積，能夠模擬裂縫性地層的裂縫逐漸被鉆開(kāi)的過(guò)程，從而使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)榱芽p性地層的井漏、氣侵、氣液重力置換工況提供可靠的理論數(shù)據(jù)，以便制定出合理的解決方案。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及石油鉆井領(lǐng)域的一種模擬實(shí)驗(yàn)裝置，特別是一種能獲取井下復(fù)雜工況相關(guān)參數(shù)的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，今后的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)將是以海相碳酸鹽巖地層為主的深部油氣資源。該類(lèi)地層裂縫、溶洞發(fā)育，在鉆井過(guò)程中，由于裂縫的高導(dǎo)流能力，鉆井液安全泥漿密度窗口較窄，井底會(huì)出現(xiàn)漏失、重力置換、溢流等井下復(fù)雜工況，目前在實(shí)際鉆井過(guò)程中對(duì)于這類(lèi)事故也主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行處理，缺乏相應(yīng)的理論研究。同時(shí)由于鉆井的特殊性，地層中的流動(dòng)不能夠進(jìn)行直觀(guān)觀(guān)察，而目前現(xiàn)有的一些實(shí)驗(yàn)裝置僅能觀(guān)察到井筒中的流體流動(dòng)，對(duì)實(shí)際鉆井的指導(dǎo)作用較小。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置僅能觀(guān)察到井筒中的流體流動(dòng)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中獲取的參數(shù)對(duì)實(shí)際鉆井指導(dǎo)作用較小的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，能夠模擬裂縫性地層的裂縫逐漸被鉆開(kāi)的過(guò)程，從而使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)榱芽p性地層的井漏、氣侵、氣液重力置換工況提供可靠的理論數(shù)據(jù)，以便制定出合理的解決方案。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其包括模擬井筒單元、模擬裂縫單元和模擬地層單元，模擬井筒單元的側(cè)壁設(shè)有井筒通孔，模擬地層單元的側(cè)壁設(shè)有地層通孔，井筒通孔和地層通孔通過(guò)模擬裂縫單元連通;所述裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括用于調(diào)節(jié)井筒通孔的過(guò)流面積的調(diào)節(jié)件。
[0005]所述調(diào)節(jié)件為活塞，模擬井筒單元為豎直設(shè)置的筒形結(jié)構(gòu)，活塞密封套設(shè)于模擬井筒單元內(nèi)且活塞能夠密封井筒通孔，當(dāng)活塞的頂部位于井筒通孔的頂部和井筒通孔的底部之間時(shí)，井筒通孔的過(guò)流面積隨著活塞向下移動(dòng)而逐漸增大。
[0006]在豎直方向上，活塞的長(zhǎng)度大于井筒通孔的長(zhǎng)度，活塞為頂端封閉且底端開(kāi)放的筒狀結(jié)構(gòu)，活塞的底部設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)活塞上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件。
[0007]所述驅(qū)動(dòng)部件包括底座和螺桿，底座固定于活塞的底部，底座設(shè)有能與螺桿螺紋連接的中心孔，底座的中心線(xiàn)、螺桿的中心線(xiàn)與活塞的中心線(xiàn)重合設(shè)置，底座的底部外設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)底座相對(duì)于螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)的手柄。
[0008]模擬井筒單元、模擬裂縫單元和模擬地層單元由左至右依次設(shè)置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上，井筒通孔的頂部與地層通孔的頂部位于同一水平面，井筒通孔的底部與地層通孔的底部位于同一水平面;模擬井筒單元和模擬地層單元之間設(shè)置有連桿，連桿的一端固定連接于模擬井筒單元的側(cè)壁，連桿的另一端固定連接于模擬地層單元的側(cè)壁;實(shí)驗(yàn)臺(tái)架設(shè)有支腿，且螺桿的下端與實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的支腿固定連接。
[0009]模擬裂縫單元包括兩塊沿左右方向豎直設(shè)置的透明板，兩塊所述透明板相互平行，兩塊所述透明板的底部由底板固定密封，兩塊所述透明板的頂部設(shè)有蓋板，蓋板與兩塊所述透明板可拆卸密封連接，兩塊所述透明板之間形成密封空腔，所述密封空腔的左右兩端分別與井筒通孔和地層通孔密封連接，在兩塊所述透明板之間能夠被插入不同厚度的調(diào)節(jié)板體。
[0010]模擬井筒單元的內(nèi)壁在井筒通孔的下方設(shè)置有下密封凹槽，所述下密封凹槽內(nèi)設(shè)置有下密封圈；模擬井筒單元的內(nèi)壁在井筒通孔的上方設(shè)置有上密封凹槽，所述上密封凹槽內(nèi)設(shè)置有上密封圈，當(dāng)活塞位于上極限位置時(shí)，活塞與下密封圈和上密封圈密封連接。
[0011]模擬井筒單元為豎直設(shè)置的圓筒狀透明管體，且模擬井筒單元的頂部設(shè)置有法蘭，法蘭上設(shè)置有通孔，所述通孔內(nèi)套設(shè)有與所述通孔相匹配的內(nèi)管，內(nèi)管為透明管體，內(nèi)管的下端設(shè)置于模擬井筒單元內(nèi)，內(nèi)管的上端設(shè)置于模擬井筒單元外。
[0012]模擬井筒單元的上部側(cè)壁上設(shè)置有回壓閥和能連接第一傳感器的壓力傳感器接頭，模擬井筒單元的中部側(cè)壁上設(shè)置有能連接第二傳感器的壓力傳感器接頭。
[0013]模擬地層單元為豎直設(shè)置的透明圓筒體，模擬地層單元的頂部設(shè)有能連接第三傳感器的壓力傳感器接頭及氣源入口，所述氣源入口外依次設(shè)有進(jìn)氣閥、氣量調(diào)節(jié)劑、減壓閥和氣量調(diào)節(jié)閥，模擬地層單元的頂部設(shè)有放氣閥，模擬地層單元的底部設(shè)有放液閥。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是，通過(guò)調(diào)節(jié)所述井筒通孔的過(guò)流面積，能夠模擬裂縫性地層的裂縫逐漸被鉆開(kāi)的過(guò)程，從而使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)榱芽p性地層的井漏、氣侵、氣液重力置換工況提供可靠的理論數(shù)據(jù)，以便制定出合理的解決方案。
【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]圖1是本實(shí)用新型的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0018]1.模擬井筒單元，101.井筒通孔，2.內(nèi)管，3.模擬裂縫單元，4.模擬地層單元，401.地層通孔，5.實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，6.連桿，7.活塞，8.底座，9.螺桿，10.手柄，11.下密封圈，12.上密封圈，13.第一傳感器，14.第二傳感器，15.第三傳感器，16.回壓閥，17.放液閥，18.放氣閥，19.進(jìn)氣閥，20.氣體流量計(jì)，21.減壓閥，22.氣量調(diào)節(jié)閥，23.法蘭，24.裂縫頂部密封圈，25.蓋板，26.底座，27.固定板。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說(shuō)明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其包括模擬井筒單元1、模擬裂縫單元3和模擬地層單元4，模擬井筒單元I的側(cè)壁設(shè)有井筒通孔101，模擬地層單元4的側(cè)壁設(shè)有地層通孔401，井筒通孔101和地層通孔401通過(guò)模擬裂縫單元3連通;所述裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括用于調(diào)節(jié)井筒通孔101的過(guò)流面積的調(diào)節(jié)件。
[0021]本實(shí)用新型的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置通過(guò)模擬井筒單元1、模擬裂縫單元3和模擬地層單元4分別模擬鉆井過(guò)程中的井筒、裂縫和地層，利用所述調(diào)節(jié)件調(diào)整模擬井筒單元I的井筒通孔101的過(guò)流面積由小到大，用以模擬裂縫性地層的裂縫逐漸被鉆開(kāi)的過(guò)程，使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)榱芽p性地層的井漏、氣侵、氣液重力置換工況提供可靠的理論數(shù)據(jù)，以便于在實(shí)際鉆井時(shí)能夠依靠這些理論數(shù)據(jù)制定出合理的解決方案。
[0022]模擬井筒單元I為豎直設(shè)置的筒形結(jié)構(gòu)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)井筒通孔101過(guò)流面積的調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)件需能夠密封井筒通孔101，且能夠沿著模擬井筒單元I的軸向下行。所述調(diào)節(jié)件設(shè)置在模擬井筒單元I的內(nèi)部。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述調(diào)節(jié)件選用活塞7，活塞7密封套設(shè)于模擬井筒單元I內(nèi)以密封井筒通孔101。在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前，活塞7的頂部應(yīng)當(dāng)位于井筒通孔101的頂部的上方或者與井筒通孔101的頂部齊平，此時(shí)，井筒通孔101的過(guò)流面積為零。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，活塞7向下移動(dòng)，當(dāng)活塞7的頂部位于井筒通孔101的頂部和井筒通孔101的底部之間時(shí)，井筒通孔101的過(guò)流面積隨著活塞7向下移動(dòng)而逐漸增大。這個(gè)過(guò)程與裂縫在鉆井時(shí)被逐漸鉆開(kāi)的過(guò)程是極其相似的，因此，井筒通孔101的過(guò)流面積逐漸增大的過(guò)程能夠模擬裂縫被打開(kāi)的過(guò)程，從而為實(shí)際鉆井提供可靠的理論數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)制定出合理的解決方案，對(duì)實(shí)際鉆井起到指導(dǎo)作用。
[0023]具體的是，活塞7為頂端封閉且底端開(kāi)放的筒狀結(jié)構(gòu)，且在活塞7的底部設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)活塞7上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件；另外，在豎直方向上，活塞7的長(zhǎng)度大于井筒通孔101的長(zhǎng)度，以便活塞7密封井筒通孔101。
[0024]為了便于驅(qū)動(dòng)活塞7，所述驅(qū)動(dòng)部件包括底座8和螺桿9，底座8固定于活塞7的底部，底座8為U型結(jié)構(gòu)，且底座8的底端面設(shè)有能與螺桿9螺紋連接的中心孔，底座8的中心線(xiàn)、螺桿9的中心線(xiàn)與活塞7的中心線(xiàn)重合設(shè)置，底座8的底部外設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)底座8相對(duì)于螺桿9轉(zhuǎn)動(dòng)的手柄10。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄10時(shí)，活塞7被手柄10帶動(dòng)繞活塞7的中心線(xiàn)旋轉(zhuǎn)并沿著螺桿9向下移動(dòng)，通過(guò)所述中心孔與螺桿9的螺紋連接，活塞7沿螺桿9的軸向移動(dòng)。隨著活塞7相對(duì)于螺桿9繞活塞7的中心線(xiàn)向下旋轉(zhuǎn)，活塞7向下移動(dòng)，直至活塞7的頂部與井筒通孔101的頂部齊平，然后，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄10，活塞7繼續(xù)向下移動(dòng)，井筒通孔101的過(guò)流面積隨著活塞7向下移動(dòng)而逐漸增大。
[0025]在一個(gè)可行的實(shí)施方式中，模擬井筒單元1、模擬裂縫單元3和模擬地層單元4由左至右依次設(shè)置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架5上，井筒通孔101與地層通孔401相對(duì)設(shè)置，即井筒通孔101的頂部與地層通孔401的頂部位于同一水平面，井筒通孔101的底部與地層通孔401的底部位于同一水平面;具體如圖1所示，井筒通孔101的頂部設(shè)置于模擬井筒單元I的中部，井筒通孔101的底部設(shè)置于模擬井筒單元I的下部。地層通孔401的頂部設(shè)置于模擬地層單元4的上部，地層通孔401的底部設(shè)置于模擬地層單元4的下部。模擬井筒單元I和模擬地層單元4之間設(shè)置有連桿6，連桿6的一端固定連接于模擬井筒單元I的側(cè)壁，連桿6的另一端固定連接于模擬地層單元4的側(cè)壁，用以固定模擬井筒單元I和模擬地層單元4;另外，連桿6的一端也可以連接井筒通孔101上方的模擬井筒單元I的側(cè)壁，同時(shí)，連桿6的另一端連接地層通孔401上方的模擬地層單元4的側(cè)壁;或者，連桿6的一端也可以連接井筒通孔101下方的模擬井筒單元I的側(cè)壁，同時(shí)，連桿6的另一端連接地層通孔401下方的模擬地層單元4的側(cè)壁。實(shí)驗(yàn)臺(tái)架5設(shè)有臺(tái)架和支腿，所述臺(tái)架在對(duì)應(yīng)模擬井筒單元I的位置設(shè)有通孔，活塞7通過(guò)該通孔穿過(guò)所述臺(tái)架進(jìn)入模擬井筒單元1，活塞7的長(zhǎng)度大于所述支腿的長(zhǎng)度;螺桿9的底端固定于底座26上，鄰近螺桿9的所述支腿的底端連接有固定板27，底座26固定于固定板27上，從而使得螺桿9的下端固定連接于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架5的支腿。
[0026]為了使活塞7能夠密封井筒通孔101，模擬井筒單元I的內(nèi)壁在井筒通孔101的下方設(shè)置有下密封凹槽，所述下密封凹槽內(nèi)設(shè)置有下密封圈11;模擬井筒單元I的內(nèi)壁在井筒通孔101的上方設(shè)置有上密封凹槽，所述上密封凹槽內(nèi)設(shè)置有上密封圈12;當(dāng)活塞7位于上極限位置時(shí)，活塞7與下密封圈11和上密封圈12密封連接，模擬井筒單元I的內(nèi)部與模擬裂縫單元3的內(nèi)部不連通。
[0027]在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，模擬井筒單元I為豎直設(shè)置的圓筒狀透明管體，且模擬井筒單元I的頂部設(shè)置有法蘭23，法蘭23上設(shè)置有通孔，所述通孔內(nèi)套設(shè)有與所述通孔相匹配的內(nèi)管2，內(nèi)管2為透明管體，內(nèi)管2的下端設(shè)置于模擬井筒單元I內(nèi)，內(nèi)管2的上端設(shè)置于模擬井筒單元I外。通過(guò)內(nèi)管2向模擬井筒單元I內(nèi)注入鉆井流體，用以模擬生產(chǎn)時(shí)井筒承受的壓力；模擬井筒單元I和內(nèi)管2為圓筒狀透明有機(jī)玻璃管體，可以直觀(guān)觀(guān)察鉆井流體在模擬井筒單元I內(nèi)的流動(dòng)。
[0028]而且，在模擬井筒單元I的上部側(cè)壁上設(shè)置有回壓閥16和能連接第一傳感器13的壓力傳感器接頭，模擬井筒單元I的中部側(cè)壁上設(shè)置有能連接第二傳感器14的壓力傳感器接頭。這樣，既能夠直觀(guān)觀(guān)測(cè)模擬井筒單元I內(nèi)流體的流動(dòng)及相關(guān)反應(yīng)、又能夠?qū)ο嚓P(guān)的參數(shù)進(jìn)行直觀(guān)測(cè)量，從而對(duì)實(shí)際鉆井起到指導(dǎo)作用。
[0029]另外，模擬裂縫單元3包括兩塊沿左右方向豎直設(shè)置的透明板，兩塊所述透明板相互平行，兩塊所述透明板的底部由底板(圖中未示)固定密封，兩塊所述透明板的頂部設(shè)有蓋板25，蓋板25通過(guò)裂縫頂部密封圈24與兩塊所述透明板可拆卸密封連接，兩塊所述透明板之間形成密封空腔，所述密封空腔的左右兩端分別與井筒通孔101和地層通孔401密封連接，在兩塊所述玻璃板之間能夠被插入不同厚度的調(diào)節(jié)板體，所述調(diào)節(jié)板體用于調(diào)節(jié)模擬裂縫單元3所模擬的裂縫的寬度。當(dāng)打開(kāi)蓋板25向兩塊所述有機(jī)透明板之間置入不同厚度的調(diào)節(jié)板體時(shí)，模擬裂縫單元3所模擬的裂縫的寬度隨著所述調(diào)節(jié)板體厚度的改變而改變。由于兩塊有機(jī)透明板之間的氣壓，置入的所述調(diào)節(jié)板體在氣壓的作用下與井筒通孔101的側(cè)面和地層通孔401的側(cè)面緊密接觸。
[0030]再者，模擬地層單元4為豎直設(shè)置的透明圓筒體，模擬地層單元4的頂部設(shè)有能連接第三傳感器15的壓力傳感器接頭及氣源入口，所述氣源入口外依次設(shè)有進(jìn)氣閥19、氣量調(diào)節(jié)劑20、減壓閥21和氣量調(diào)節(jié)閥22，模擬地層單元4的頂部設(shè)有放氣閥18，模擬地層單元4的底部設(shè)有放液閥17。進(jìn)氣閥19用于向模擬地層單元4提供氣源，通過(guò)進(jìn)氣閥19向模擬地層單元4注入氣體，為模擬裂縫單元3提供氣體，而且，模擬地層單元4也可以模擬洞穴，用于縫-洞耦合性地層相關(guān)模擬;模擬地層單元4底部的放液閥17能夠?qū)δM井筒單元I進(jìn)入模擬裂縫單元3的流體進(jìn)行計(jì)量;模擬地層單元4頂部的氣源入口處設(shè)置的氣體流量計(jì)20可以計(jì)量進(jìn)入模擬井筒單元I內(nèi)的氣量;氣量調(diào)節(jié)閥22能夠調(diào)節(jié)氣量，而減壓閥21可以調(diào)節(jié)模擬地層單元4的壓力。至此，不僅能夠?qū)δM地層單元4內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行直觀(guān)的觀(guān)察，而且還能夠?qū)ο嚓P(guān)的參數(shù)進(jìn)行直觀(guān)測(cè)量，從而對(duì)實(shí)際鉆井起到指導(dǎo)作用。
[0031]下面以圖1為例說(shuō)明本實(shí)用新型的工作原理。
[0032]在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，進(jìn)入模擬地層單元4的高壓氣通過(guò)模擬裂縫單元3進(jìn)入模擬井筒單元I，模擬井筒單元I中的鉆井流體通過(guò)模擬裂縫單元3進(jìn)入模擬地層單元4;若為過(guò)平衡鉆井(井筒壓力大于地層壓力，即:模擬的鉆井液壓力大于模擬地層單元4的壓力)，鉆井流體從模擬裂縫單元3流出進(jìn)入模擬地層單元4;若為欠平衡鉆井(井筒壓力小于地層壓力，SP:模擬的鉆井液壓力小于模擬地層單元4的壓力)，氣體從模擬裂縫單元3流出進(jìn)入模擬井筒單元I;若為氣液重力置換(井筒底部壓力大于地層壓力，同時(shí)井筒上部壓力小于地層壓力，即:模擬的鉆井液井底壓力大于模擬地層單元4的壓力，同時(shí)模擬的鉆井液上部壓力小于模擬地層單元4的壓力)，氣體從模擬裂縫單元3的上部流出進(jìn)入模擬井筒單元I，同時(shí)鉆井流體從模擬裂縫單元3的下部流出進(jìn)入模擬地層單元4;進(jìn)氣閥19與高壓氣源的氣管相連，通過(guò)調(diào)節(jié)減壓閥21控制模擬地層單元4的壓力，通過(guò)控制模擬井筒單元I和模擬地層單元4之間的壓差，從而模擬各種井下工況，為提高鉆井成功率提供室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0033]本實(shí)用新型的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0034]1.模擬井筒單元I及模擬地層單元4帶有壓力調(diào)節(jié)裝置，能模擬井底欠平衡、過(guò)平衡及氣液重力置換過(guò)程中的參數(shù)變化，總結(jié)出合理鉆井的規(guī)律，給制定合理鉆井方案提供可靠的依據(jù)。
[0035]2.控制鉆井過(guò)程中鉆井液流量、鉆井液壓力、井口回壓的大小和地層壓力的大小，壓力參數(shù)的采集都是通過(guò)計(jì)算機(jī)過(guò)程控制，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。
[0036]3.模擬試驗(yàn)數(shù)據(jù)可用來(lái)解決井下復(fù)雜鉆井工況，為節(jié)約鉆井成本，提高鉆井效率提供依據(jù)。
[0037]綜上所述，本實(shí)用新型的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置通過(guò)在有機(jī)玻璃管內(nèi)插入內(nèi)管以模擬真實(shí)井筒及鉆桿，利用有機(jī)玻璃板模擬裂縫及調(diào)節(jié)縫寬，并分別采用壓力傳感器測(cè)量壓力分布、量筒測(cè)量液體流量、氣體流量計(jì)測(cè)量氣量，模擬現(xiàn)場(chǎng)鉆井流程，達(dá)到了有效模擬井下復(fù)雜工況的效果，為裂縫性地層井下復(fù)雜工況的預(yù)防和處理提供決策依據(jù)。
[0038]以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。而且需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的各組成部分并不僅限于上述整體應(yīng)用，本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中描述的各技術(shù)特征可以根據(jù)實(shí)際需要選擇一項(xiàng)單獨(dú)采用或選擇多項(xiàng)組合起來(lái)使用，因此，本實(shí)用新型理所應(yīng)當(dāng)?shù)睾w了與本案創(chuàng)新點(diǎn)有關(guān)的其他組合及具體應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置包括模擬井筒單元(I)、模擬裂縫單元(3)和模擬地層單元(4)，模擬井筒單元(I)的側(cè)壁設(shè)有井筒通孔(101)，模擬地層單元(4)的側(cè)壁設(shè)有地層通孔(401)，井筒通孔(101)和地層通孔(401)通過(guò)模擬裂縫單元(3)連通;所述裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置還包括用于調(diào)節(jié)井筒通孔(101)的過(guò)流面積的調(diào)節(jié)件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)件為活塞(7)，模擬井筒單元(I)為豎直設(shè)置的筒形結(jié)構(gòu)，活塞(7)密封套設(shè)于模擬井筒單元(I)內(nèi)且活塞(7)能夠密封井筒通孔(101)，當(dāng)活塞(7)的頂部位于井筒通孔(101)的頂部和井筒通孔(101)的底部之間時(shí)，井筒通孔(101)的過(guò)流面積隨著活塞(7)向下移動(dòng)而逐漸增大。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，在豎直方向上，活塞(7)的長(zhǎng)度大于井筒通孔(101)的長(zhǎng)度，活塞(7)為頂端封閉且底端開(kāi)放的筒狀結(jié)構(gòu)，活塞(7)的底部設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)活塞(7)上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部件。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)部件包括底座(8)和螺桿(9)，底座(8)固定于活塞(7)的底部，底座(8)設(shè)有能與螺桿(9)螺紋連接的中心孔，底座(8)的中心線(xiàn)、螺桿(9)的中心線(xiàn)與活塞(7)的中心線(xiàn)重合設(shè)置，底座(8)的底部外設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)底座(8)相對(duì)于螺桿(9)轉(zhuǎn)動(dòng)的手柄(10)。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，模擬井筒單元(I)、模擬裂縫單元(3)和模擬地層單元(4)由左至右依次設(shè)置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(5)上，井筒通孔(101)的頂部與地層通孔(401)的頂部位于同一水平面，井筒通孔(101)的底部與地層通孔(401)的底部位于同一水平面;模擬井筒單元(I)和模擬地層單元(4)之間設(shè)置有連桿(6)，連桿(6)的一端固定連接于模擬井筒單元(I)的側(cè)壁，連桿(6)的另一端固定連接于模擬地層單元(4)的側(cè)壁;實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(5)設(shè)有支腿，且螺桿(9)的下端與實(shí)驗(yàn)臺(tái)架(5)的支腿固定連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，模擬裂縫單元(3)包括兩塊沿左右方向豎直設(shè)置的透明板，兩塊所述透明板相互平行，兩塊所述透明板的底部由底板固定密封，兩塊所述透明板的頂部設(shè)有蓋板(25)，蓋板(25)與兩塊所述透明板可拆卸密封連接，兩塊所述透明板之間形成密封空腔，所述密封空腔的左右兩端分別與井筒通孔(101)和地層通孔(401)密封連接，在兩塊所述透明板之間能夠被插入不同厚度的調(diào)節(jié)板體。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，模擬井筒單元(I)的內(nèi)壁在井筒通孔(101)的下方設(shè)置有下密封凹槽，所述下密封凹槽內(nèi)設(shè)置有下密封圈(11);模擬井筒單元(I)的內(nèi)壁在井筒通孔(101)的上方設(shè)置有上密封凹槽，所述上密封凹槽內(nèi)設(shè)置有上密封圈(12)，當(dāng)活塞(7)位于上極限位置時(shí)，活塞(7)與下密封圈(11)和上密封圈(12)密封連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，模擬井筒單元(I)為豎直設(shè)置的圓筒狀透明管體，且模擬井筒單元(I)的頂部設(shè)置有法蘭(23)，法蘭(23)上設(shè)置有通孔，所述通孔內(nèi)套設(shè)有與所述通孔相匹配的內(nèi)管(2)，內(nèi)管(2)為透明管體，內(nèi)管(2)的下端設(shè)置于模擬井筒單元(I)內(nèi)，內(nèi)管(2)的上端設(shè)置于模擬井筒單元(I)外。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，模擬井筒單元(I)的上部側(cè)壁上設(shè)置有回壓閥(16)和能連接第一傳感器(13)的壓力傳感器接頭，模擬井筒單元(I)的中部側(cè)壁上設(shè)置有能連接第二傳感器(14)的壓力傳感器接頭。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂縫性地層復(fù)雜工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，模擬地層單元(4)為豎直設(shè)置的透明圓筒體，模擬地層單元(4)的頂部設(shè)有能連接第三傳感器(15)的壓力傳感器接頭及氣源入口，所述氣源入口外依次設(shè)有進(jìn)氣閥(19)、氣量調(diào)節(jié)劑(20)、減壓閥(21)和氣量調(diào)節(jié)閥(22)，模擬地層單元(4)的頂部設(shè)有放氣閥(18)，模擬地層單元(4)的底部設(shè)有放液閥(17)。
【文檔編號(hào)】E21B49/00GK205654336SQ201620386983
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日 公開(kāi)號(hào)201620386983.1, CN 201620386983, CN 205654336 U, CN 205654336U, CN-U-205654336, CN201620386983, CN201620386983.1, CN205654336 U, CN205654336U
【發(fā)明人】李軍, 孟胡
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(北京)