[實(shí)用新型]一種隨鉆測斜儀工況模擬實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420056108.8
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN204082127U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫東冉
• 申請（專利權(quán)）人: 孫東冉
• 主分類號(hào): E21B47/02
• 分類號(hào): E21B47/02;G01M99/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于石油鉆井機(jī)械制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無線隨鉆測斜儀(MWD)的全工況閉環(huán)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

無線隨鉆測量技術(shù)的應(yīng)用在現(xiàn)代鉆井行業(yè)中是必不可少的，無線隨鉆測斜儀(MWD)也成為了鉆井工程中所必要的一類儀器設(shè)備。在幾千米深的地層中環(huán)境十分惡劣：溫度高、壓力高、鉆井液腐蝕性大等等，在這種環(huán)境下要使其連續(xù)正常工作幾百小時(shí)，就需要在其抗壓、抗沖刷、抗腐蝕以及工作穩(wěn)定性等方面有較高的要求。目前國內(nèi)鉆井機(jī)械行業(yè)MWD的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，如抗震、抗壓等方面的實(shí)驗(yàn)一般是分開進(jìn)行檢驗(yàn)。而耐沖刷、儀器穩(wěn)定性等方面一般是將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品帶到現(xiàn)場，在實(shí)際工作環(huán)境中或采用清水代替泥漿進(jìn)行檢驗(yàn)。不完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)備可能導(dǎo)致MWD儀器在現(xiàn)場使用前無法全面的進(jìn)行檢驗(yàn)而產(chǎn)生故障，不僅拖延鉆井施工的進(jìn)度，增加工程成本，還使得儀器存在的技術(shù)問題無法及時(shí)的回饋到制造廠家，減慢了研發(fā)部門的完善速度。?

發(fā)明內(nèi)容

在本實(shí)用新型的主要目的是，提供一種全工況模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以消除目前所采用技術(shù)的上述缺點(diǎn)。這種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在多個(gè)方面同時(shí)對(duì)MWD儀器進(jìn)行檢測，模擬現(xiàn)場施工環(huán)境，在信息反饋速度以及儀器現(xiàn)場工作的穩(wěn)定性方面提供了很大的保證。具體實(shí)施方案是：系統(tǒng)包括一個(gè)水箱和一套閉環(huán)高壓循環(huán)系統(tǒng)。水箱的具體實(shí)施方案是：它由泥漿池和水池兩部分組成。閉環(huán)高壓循環(huán)系統(tǒng)的具體實(shí)施方案是：它包括一個(gè)鉆鋌，兩端用高壓軟管與管匯相連；三個(gè)不同作用的泵位于循環(huán)系統(tǒng)中，一個(gè)加注泵，一個(gè)加壓泵以及一個(gè)循環(huán)泵；一個(gè)管道加熱器，包于一段特定管匯外側(cè)；一個(gè)振動(dòng)臺(tái)，置于鉆鋌低端下方。裝置在運(yùn)行過程中，泥漿在鉆鋌、高壓軟管與管匯內(nèi)部流動(dòng)，處于一個(gè)全封閉的空間。?

本實(shí)用新型的另外優(yōu)點(diǎn)是，由于采用閉環(huán)系統(tǒng)，所需泥漿總量與能源消耗都不是很大，在高效效的利用能源的同時(shí)消除了大量使用腐蝕性泥漿的環(huán)境安全隱患。?

在所附的圖中，以非限制性的舉例形式，說明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，隨后，在詳細(xì)的描述中，較清楚的顯示本發(fā)明的一些特性和優(yōu)點(diǎn)。?

附圖說明

圖1是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖?

具體實(shí)施方式

參閱附圖，其中1為系統(tǒng)所用泥漿的泥漿池，3為保證1中的泥漿不發(fā)生沉淀凝固所安裝的泥漿攪拌器。12為泥漿高壓管匯，是系統(tǒng)中泥漿運(yùn)動(dòng)的主要場所。13為鉆鋌，實(shí)驗(yàn)所需的MWD儀器安置在鉆鋌中。7為加注泵，在系統(tǒng)運(yùn)行前需通過7將1中的泥漿注入12與13中。9為循環(huán)泵，可使系統(tǒng)內(nèi)泥漿按照箭頭所示方向流動(dòng)，加注過程中打開9，使泥漿有效注入12與13當(dāng)中。為保證高壓環(huán)境下的操作安全，需要盡量減少系統(tǒng)中的空氣殘留，安裝13時(shí)兩端通過高壓軟管與12相連，且圖中右端高于左端與水平面呈30度左右夾角。4為排氣管，置于最高點(diǎn)，可將系統(tǒng)中空氣排出，保證操作安全。8為加壓泵，由于使用液體加壓所需總量較小，為降低技術(shù)難度，本發(fā)明中選取清水來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行加壓。當(dāng)系統(tǒng)中充滿泥漿后，關(guān)閉排氣管4與循環(huán)泵9，打開加壓泵8，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行加壓。?

當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部壓力達(dá)到要求，關(guān)閉加壓泵8，這時(shí)MWD儀器處于一個(gè)模擬地下高壓的工作環(huán)境中。10為管道加熱器，包裹在一段管匯12的外壁上，用以加溫系統(tǒng)內(nèi)部的泥漿。打開循環(huán)泵9并調(diào)整9的功率使內(nèi)部泥漿達(dá)到所需排量，同時(shí)打開管道加熱器10，將系統(tǒng)內(nèi)部泥漿加熱到所需溫度，以模擬地下高溫工作環(huán)境。?

圖中14為振動(dòng)臺(tái)，安裝在鉆鋌13低端下面。由于所需振幅，頻率均較小，且鉆鋌13兩端均使用高壓軟管與管匯12相連，所以振動(dòng)臺(tái)14可以實(shí)現(xiàn)且不會(huì)影響系統(tǒng)總體運(yùn)行安全。開啟振動(dòng)臺(tái)14，使13開始進(jìn)行振動(dòng)，從而使安裝在鉆鋌13中的MWD儀器處于一個(gè)模擬振動(dòng)環(huán)境進(jìn)行工作。?

開啟鉆鋌13中的MWD儀器，將上述操作完成后，這時(shí)儀器處于一個(gè)高溫、高壓、振動(dòng)的工作環(huán)境，且系統(tǒng)內(nèi)泥漿對(duì)其不停進(jìn)行沖刷。11為壓力傳感器，MWD所產(chǎn)生的泥漿脈沖信號(hào)會(huì)由11所接收，從而通過電腦進(jìn)行解碼，以達(dá)到檢測MWD儀器耐高壓、耐高溫、耐振動(dòng)、耐沖刷以及耐腐蝕的多個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?

5和6為排空管，可將系統(tǒng)內(nèi)部的泥漿回排至泥漿池進(jìn)行回收再利用。其中5處于鉆鋌低端，當(dāng)5開啟時(shí)，鉆鋌內(nèi)部的泥漿通過排空管5排如泥漿池，但5同樣處于除鉆鋌外泥漿管匯的高點(diǎn)。這樣不僅保證了鉆鋌內(nèi)部的泥漿排空，同時(shí)滿足了其余泥漿管匯中的泥漿保持充滿狀態(tài)，用于更換實(shí)驗(yàn)儀器，減少能量損失，便于操作。排空管6處于整個(gè)系統(tǒng)管匯的最低點(diǎn)，當(dāng)開啟排空管6時(shí)，可將系統(tǒng)內(nèi)部泥漿全部排凈。?

本實(shí)用新型的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)可以自我清洗。加注泵7通過三通同時(shí)與泥漿池1和水池2相連，并通過閥控制。將連接泥漿池1的閥關(guān)閉，同時(shí)打開連接水池2閥打開，將水池中的水加入管匯12與鉆鋌13內(nèi)部。打開循環(huán)泵9，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行沖洗，沖洗完成后?打開排空閥6，排出污水。?