[發明專利]鉆井模擬實驗裝置

無效

• 申請號: 201110218190.0
• 申請日: 2011-08-01
• 公開（公告）號: CN102288742A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 張輝;高德利;黃鶴
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

1.一種鉆井模擬實驗裝置，其特征在于：該模擬實驗裝置包括上、下對應同軸安裝的巖心夾持機構和鉆進機構，巖心夾持機構上連接有第一施壓機構，巖心夾持機構的上、下端分別連接有第一施壓控制管路和第二施壓控制管路，鉆進機構上連接有第二施壓機構；所述巖心夾持機構包括有夾持器外殼，外殼頂部設有密封殼蓋，外殼內設置圍設有巖心的圍壓筒，所述圍壓筒與外殼之間構成圍壓腔；所述巖心底部由一卡環支撐，巖心與外殼內底面之間構成一井底模擬腔體；所述巖心的頂面設有一上小下大的軸壓柱塞，軸壓柱塞的上部伸出所述殼蓋，軸壓柱塞的軸肩與殼蓋之間構成一軸壓腔體；所述軸壓柱塞內設有軸向貫通的注壓孔；所述鉆進機構的鉆桿由巖心夾持機構下方密封穿過夾持器外殼底部并垂直抵頂在巖心底部，所述鉆桿內設有鉆井液孔；所述第一施壓機構包括通過第一恒壓管路連接于注壓孔的第一恒壓泵、通過軸壓管路連通于軸壓腔體的軸壓泵和通過圍壓管路連通于圍壓腔的圍壓泵；所述第二施壓機構包括通過第二恒壓管路連接于鉆井液孔的第二恒壓泵和通過氣源管路連接于鉆井液孔的高壓氣源；各管路中分別設有壓力傳感器；所述第一施壓控制管路和第二施壓控制管路均由過濾器、回壓器和流量計串接構成，各回壓器的控制口分別與高壓氣源連接并設有壓力傳感器，所述第一施壓控制管路連通于軸壓柱塞的注壓孔，所述第二施壓控制管路連通于井底模擬腔體；各施壓機構及回壓器的壓力傳感器和流量計與計算機電連接。

2.如權利要求1所述的鉆井模擬實驗裝置，其特征在于：所述夾持器外殼由貫通的上殼體和凹形的下殼體固定密封對接構成；所述下殼體固定設置在一實驗臺上；所述下殼體的底部設有一透孔，該透孔中安裝有用于穿設鉆桿的鉆桿密封件；所述圍壓筒和巖心設置在上殼體內，所述下殼體的內腔形成所述的井底模擬腔體；該下殼體側壁設有回流孔，所述第二施壓控制管路連通于該回流孔。

3.如權利要求2所述的鉆井模擬實驗裝置，其特征在于：所述上殼體的底部外側和下殼體的頂部外側分別設有對應的環形凸緣，上、下殼體的凸緣對接后由一環形卡箍將對接的兩凸緣固定。

4.如權利要求2所述的鉆井模擬實驗裝置，其特征在于：所述上殼體的側壁設有圍壓孔，所述圍壓管路連通于該圍壓孔；所述殼蓋的頂部設有軸壓孔，所述軸壓管路連通于該軸壓孔。

5.如權利要求2所述的鉆井模擬實驗裝置，其特征在于：所述鉆進機構通過一支架固定設置在下殼體下方；所述鉆進機構包括一鉆壓模擬腔體，該鉆壓模擬腔體內設有一軸向密封滑動的活塞，該活塞的上下活塞桿分別伸出鉆壓模擬腔體的上下兩端，所述活塞中設有軸向貫通活塞桿的通孔，所述鉆桿由下方穿過該通孔和夾持器外殼底部并垂直抵頂在巖心底面，所述鉆桿與通孔之間設有軸承，該鉆桿頂端設有鉆頭，鉆桿由一驅動裝置驅動旋轉；所述鉆壓模擬腔體下部側壁設有鉆壓注入孔，該鉆壓注入孔與高壓氣源連通。

6.如權利要求5所述的鉆井模擬實驗裝置，其特征在于：所述活塞是由上活塞體和下活塞體密封對接構成；所述軸承的外圈嵌設在上下活塞體結合部位的一環槽中；所述鉆桿底部密封連接一設有透孔的旋轉接頭，所述第二恒壓管路和氣源管路通過該旋轉接頭與鉆桿的鉆井液孔連通。

7.如權利要求5所述的鉆井模擬實驗裝置，其特征在于：所述驅動裝置包括套設在鉆桿上并通過另一軸承轉動地設置在支架上的第一皮帶輪，所述鉆桿外壁和第一皮帶輪內壁的相互配合面分別設有驅動齒；一電機固定設置在支架上，該電機上設有一第二皮帶輪，該第二皮帶輪通過皮帶驅動第一皮帶輪轉動。