[實用新型]鉆井井底參數相互作用模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201220139240.6
• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN202628070U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 李曉東;邵東亮;侯立群;鄭明軍;劉峰
• 申請（專利權）人: 青島石大華通科技有限公司
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/06
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 王錫洪

技術領域

本實用新型涉及一種油田鉆井相關參數實驗裝置，具體地說是一種鉆井井底參數相互作用模擬實驗裝置，為油田欠平衡鉆井提供可靠的理論數據，便于制定出欠平衡鉆井的更加合理的實施方案。?

背景技術

欠平衡鉆井技術已被證明是一種可行和經濟有效的方法。在常規過平衡或近平衡鉆井中,鉆井液除具攜帶巖屑、穩定井壁、冷卻鉆頭等作用以外,更為重要的是平衡地層壓力,防止地層流體進入井筒。而欠平衡鉆井則有意識地改變井底循環壓力,使其低于產層壓力,當繼續鉆進時,這個欠平衡壓力使產層流體流入井筒,從而避免了流體漏失和降低地層傷害等系列問題。此外,欠平衡鉆井還具有延長鉆頭壽命,利于發現油氣藏和保護環境以及降低增產措施作業成本等優點。?

本裝置可以模擬欠平衡鉆井過程中的轉速、鉆壓、上覆壓力、地層壓力、井底循環壓力等參數，從而可以在室內對欠平衡鉆井的過程、機理、效果等進行模擬試驗，對鉆井過程中各種因素的相互作用進行研究。?

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種鉆井井底參數相互作用模擬實驗裝置，為油田欠平衡鉆井提供可靠的理論數據，便于制定出欠平衡鉆井的更加合理的實施方案。?

本實用新型的技術方案是通過以下方式實現的：?

本實用新型包括巖心夾持機構、鉆進機構、施壓機構和施壓控制管路，其特征在于巖心夾持機構與鉆進機構同心安裝在實驗架的上下，巖心夾持機構垂直固定在夾持器臺面的上部，鉆進機構通過鉆進支架固定在夾持器臺面的下部；鉆進機構的鉆頭垂直對在巖心夾持機構內的巖心底中部；施壓機構包括給巖心夾持機構施壓的恒壓泵、軸壓泵和環壓泵，恒壓泵出口壓力通過帶壓力傳感器的恒壓管路和地層壓力注入孔直接施壓在巖心上頂面上，軸壓泵出口壓力通過帶壓力傳感器的軸壓管路與軸壓孔相通，通過軸壓堵頭施壓在巖心的上端面上，環壓泵出口壓力通過帶壓力傳感器的環壓管路與環壓孔相通、通過設在巖心外周的支撐鋼筒和橡膠施壓在巖心的環周面上；施壓機構還包括鉆進機構的恒壓泵和高壓氣源，恒壓泵出口壓力或高壓氣源壓力通過帶壓力傳感器的恒壓管路或高壓氣源管路與鉆桿上的鉆進液孔相通，施壓在鉆頭的上端面的巖心上；巖心恒壓機構的恒壓泵對巖心所施加的恒壓液和鉆進機構的恒壓泵或高壓氣源對巖心施加的施壓液或施壓的高壓氣通過由過濾器、回壓器和流量計組成的施壓控制管路進行控制；回壓器與鉆進機構的高壓氣源的氣管相連，通過高壓氣源的供氣壓力控制夾持機構的恒壓泵、鉆進機構的恒壓泵和高壓氣源對巖心施加壓力，回壓器的傳感器和流量計給計算機傳遞信號，通過計算機程序控制相關參數變化，制定出欠壓鉆井的合理的鉆井方案，從而提高鉆井速度、鉆井質量和降低鉆井成本。

夾持機構包括夾持器體、軸壓柱塞、夾持器堵頭、卡箍、井底模擬腔體和夾持器臺面，夾持器體設為圓柱形，夾持器體通過井底模擬腔體和卡箍固定在夾持器臺面中心孔的上面，在夾持器體內腔中部設有巖心，在巖心的外周設有橡膠筒，在橡膠筒中部外徑縮徑段上設有支撐筒，在巖心的上部設有軸壓柱塞，在橡膠筒的上端部設錐形的密封端蓋，在密封端蓋的上面設有與夾持器螺紋連接的組合式夾持器堵頭，夾持器堵頭與軸壓柱塞之間動密封配合；在夾持器堵頭的上頂面上設有一個軸壓孔，在夾持器體的中部設有一個圍壓孔，在井底模擬腔體下部外周設有一個壓力調節孔，在井底模擬腔體底中心設有一個鉆桿密封件。?

鉆進機構包括與夾持器臺面固定連接的弓字形鉆進支架，在鉆進支架與夾持器臺面中心孔對應處設有的帶內齒的皮帶輪，與皮帶輪同軸線的且固定在鉆進支架下部的鉆壓模擬腔體，設在鉆壓模擬腔體內的活塞，穿過活塞和皮帶輪中心孔的中部外周設齒、上頂部設鉆頭、中心設鉆井液孔的鉆桿，將活塞與鉆桿旋轉配合連接一體的軸承架和軸承，設在鉆進支架一側下部的的電動機，設在鉆壓模擬腔體下部外周的鉆壓注入孔，皮帶輪通過皮帶與電動機皮帶輪連接，鉆井液孔通過旋轉接頭與鉆進機構的恒壓管路或高壓氣源管路連接，鉆壓注入孔與高壓氣源管連接。?

本實用新型經檢索尚未發現有相似的技術，本實用新型具有以下優點：?

1、能模擬欠平衡鉆井或常規過平衡鉆井或近平衡鉆井過程中相互作用的參數變化，總結出合理鉆井的規律，給制定合理鉆井方案，提供可靠的依據。

2、控制鉆井過程中相互作用的參數變化設備儀器的運轉、流量壓力的變化，鉆井壓力和鉆井速度的快慢、鉆頭處壓力大小、回流壓力的大小，參數的采集都是通過計算機程序控制，實驗數據準確。?

3、制定出的欠平衡鉆井方案，能發現地層壓力較小的油氣層，能節約鉆井成本。?

附圖說明

圖1-本實用新型實驗流程圖?