[實(shí)用新型]一種可循環(huán)泡沫模擬實(shí)驗(yàn)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820141304.X
• 申請(qǐng)日: 2008-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201284636Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)里平;孟英峰;李永杰;陳浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B21/14
• 分類號(hào): E21B21/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及在石油天然氣鉆井中模擬循環(huán)泡沫鉆井用的一種可循環(huán)泡沫模擬實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

泡沫流體技術(shù)始于20世紀(jì)50年代，國(guó)內(nèi)在80年代開(kāi)始泡沫流體鉆井技術(shù)的研究和應(yīng)用，并相繼在新疆、勝利、遼河、大慶、長(zhǎng)慶、四川等油田取得現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐。泡沫流體由于具有與普通流體不同的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，與常規(guī)泥漿鉆井相比，泡沫鉆井具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：1、提高鉆速，延長(zhǎng)鉆頭的使用壽命；2、鉆井液漏失量低，可減少地層損害；3、攜巖能力強(qiáng)，能有效地清除井底巖屑；4、油氣顯示明顯；5、粘度高、靜液柱壓力低、可大大減少地層漏失。因此，泡沫鉆井技術(shù)在低壓、低滲油氣藏和易漏地層應(yīng)用較多，是實(shí)現(xiàn)欠平衡鉆井保護(hù)低壓油氣藏的最有效的方法之一，隨著新老油田的開(kāi)發(fā)，以泡沫作循環(huán)介質(zhì)的鉆井作業(yè)會(huì)不斷增加。

目前的泡沫鉆井工藝存在泡沫一次性使用量大，返出的泡沫易污染環(huán)境等問(wèn)題，不僅增加泡沫鉆井成本，而且不利于泡沫鉆井技術(shù)的推廣應(yīng)用。泡沫流體循環(huán)利用已成為國(guó)內(nèi)外共同關(guān)注的技術(shù)難題，制約此技術(shù)的“瓶頸”問(wèn)題在于難以找到一種高效、快速消除從井口返出的大量泡沫的有效方法。目前常用的消泡法包括物理消泡法；機(jī)械消泡法；化學(xué)消泡法和自然消泡法等四種，它們?cè)谙菽耐瑫r(shí)都存在不足。物理消泡不能處理大量泡沫，只適用于某些應(yīng)急措施；機(jī)械消泡不僅需要附加設(shè)備，而且消泡率不高；化學(xué)消泡法施工簡(jiǎn)單、消泡率高，但消泡劑耗量大，成本偏高；自然消泡占地面積大、消泡時(shí)間長(zhǎng)。

專利CN200510078221.1介紹了鉆井泡沫循環(huán)利用方法，將返至井口的泡沫直接導(dǎo)入密閉循環(huán)系統(tǒng)，在密閉條件下清除其中的巖屑，然后利用泡沫增壓系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行增壓，使其壓力達(dá)到需要的值，最后再使其進(jìn)入入井管匯、實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。此外還有采用機(jī)械法消泡的專利介紹。由于目前缺乏在室內(nèi)模擬循環(huán)泡沫鉆井用的實(shí)驗(yàn)裝置，所以研究在室內(nèi)模擬循環(huán)泡沫鉆井用的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)泡沫鉆井工藝技術(shù)發(fā)展，找出最佳的消泡方法具有重要意義。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的在于提供一種模擬循環(huán)泡沫鉆井用的實(shí)驗(yàn)裝置，為研究泡沫鉆井工藝提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及理論基礎(chǔ)。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種可循環(huán)泡沫模擬實(shí)驗(yàn)裝置由基液添加系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、泡沫加熱系統(tǒng)、機(jī)械消泡裝置系統(tǒng)和化學(xué)消泡劑添加系統(tǒng)連接構(gòu)成，其通過(guò)基液添加系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、泡沫加熱系統(tǒng)、機(jī)械消泡裝置系統(tǒng)和化學(xué)消泡劑添加系統(tǒng)相連形成閉合的整體實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

所述基液添加系統(tǒng)由泡沫基液罐、截止閥、計(jì)量泵、孔板流量計(jì)依序安裝組成；所述供氣系統(tǒng)由空壓機(jī)、放空閥、貯氣罐、截止閥、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、截止閥依序連接安裝組成；通過(guò)基液添加系統(tǒng)與供氣系統(tǒng)形成氣液混合流，進(jìn)入泡沫發(fā)生器；泡沫發(fā)生器出口端安裝有壓力表和截止閥；通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入泡沫發(fā)生器的氣液比和壓力，可實(shí)現(xiàn)模擬泡沫鉆井的壓力環(huán)境的目的。

所述泡沫加熱系統(tǒng)由電纜伴熱管、熱電偶溫度計(jì)、截止閥、泡沫取樣器連接組成：泡沫取樣器的出口端安裝有壓力表和截止閥；通過(guò)調(diào)節(jié)電纜伴熱管溫度可以達(dá)到模擬井下高溫環(huán)境的目的，泡沫取樣器可用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)泡沫質(zhì)量、半衰期、溫度、壓力、密度等參數(shù)。

所述機(jī)械消泡裝置系統(tǒng)是在機(jī)械消泡裝置的頂部安裝有噴淋管，從消泡劑儲(chǔ)罐中泵送出的消泡劑，通過(guò)噴淋管均勻噴灑到泡沫上，達(dá)到化學(xué)消泡的目的；機(jī)械消泡裝置的兩端對(duì)稱安裝有破泡噴嘴，泡沫流體通過(guò)破泡噴嘴噴出，利用其沖擊力、剪切力及產(chǎn)生負(fù)壓來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械消泡，通過(guò)改變破泡噴嘴的噴嘴數(shù)量和孔徑，可以調(diào)節(jié)機(jī)械消泡裝置的消泡效率。

所述化學(xué)消泡劑添加系統(tǒng)是從泡沫基液罐分流出部分基液，經(jīng)截止閥、離心泵進(jìn)入消泡劑儲(chǔ)罐，化學(xué)消泡劑和泡沫基液在消泡劑儲(chǔ)罐中經(jīng)過(guò)攪拌充分混均后，由離心泵、截止閥和壓力表進(jìn)入噴淋管，由此構(gòu)成化學(xué)消泡劑添加系統(tǒng)；通過(guò)從泡沫基液罐中引入部分基液將消泡劑稀釋，然后從噴淋管進(jìn)入機(jī)械消泡裝置，在機(jī)械消泡裝置中實(shí)現(xiàn)化學(xué)與機(jī)械聯(lián)合消泡。

破泡后的液體從機(jī)械消泡裝置底部，經(jīng)離心泵、截止閥，回流到泡沫基液罐，實(shí)現(xiàn)泡沫的循環(huán)利用。

本實(shí)用新型的有益效果是：1、通過(guò)監(jiān)測(cè)取樣器出口泡沫質(zhì)量、半衰期、溫度、壓力、密度等參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)泡沫性能的快速調(diào)節(jié)，達(dá)到模擬井下高溫高壓環(huán)境的目的；2、模擬實(shí)驗(yàn)裝置充分利用化學(xué)與機(jī)械聯(lián)合消泡的增效作用，克服單一消泡法消泡效率不足的缺點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)泡沫的循環(huán)利用。

附圖說(shuō)明

附圖1為本實(shí)用新型可循環(huán)泡沫模擬實(shí)驗(yàn)裝置的工藝流程示意圖。