[實用新型]煤層氣直井鉆進煤粉產出測試裝置的鉆井液循環系統

有效

• 申請號: 201520837110.3
• 申請日: 2015-10-27
• 公開（公告）號: CN205089248U
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 倪小明;李志恒;孫小婷;劉曉
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: E21B21/01
• 分類號: E21B21/01;E21B21/06;E21B21/08;E21B49/00
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

技術領域

本實用新型屬于煤層氣井產出測試技術領域，尤其涉及一種煤層氣直井鉆進煤粉產出測試裝置的鉆井液循環系統。

背景技術

煤層氣作為一種新型清潔能源，受到了人們廣泛的關注，國內紛紛投入煤層氣資源勘探開發中。煤層氣主要賦存在煤層中，為了開發埋藏在地下的煤層氣，地面鉆井是其主要的開發方式。我國煤層在形成后，大多遭受了多期構造運動作用，煤層松軟，鉆井過程中易產生煤粉，這些產出的煤粉可能堵塞煤儲層裂隙通道，使煤儲層的導流能力顯著降低，進而影響了煤層氣井的產氣量。

煤儲層主要屬性參數（主要包括煤層厚度、巖石力學性質、煤層段力學性質差異組合等）、鉆井參數（主要包括鉆井液密度、鉆壓、轉速、鉆頭直徑等）等差異，造成鉆井過程中煤粉產出量及粒徑的不同，進而造成對儲層導流能力傷害的差異。為了研究煤層氣直井鉆進過程這些參數對煤粉產出量的影響，一些研究者進行了理論推導及簡單的模擬試驗，由于測試裝置簡單，導致測試時無法進行鉆進過程中煤粉的提取，無法較準確的測試煤層受力情況，更不能有效分離煤粉、巖屑與泥漿，更無法測試煤粉產出量和煤粉粒度分布特征，導致研究成果在指導現場施工時存在較大偏差。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有技術中的不足之處，提供了一種煤層氣直井鉆進煤粉產出測試裝置的鉆井液循環系統,該測試系統能對不同儲層屬性參數、不同鉆井參數下煤粉產出量及粒徑的分布進行較準確測試，為優化鉆井工藝參數，減少鉆井過程中煤粉產出和井徑擴大率提供理論依據。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：煤層氣直井鉆進煤粉產出測試裝置的鉆井液循環系統，包括沉淀箱77，沉淀箱77內設有液位傳感器78，沉淀箱77的出液口連接有鉆井液注入管79，鉆井液注入管79沿液流方向依次設有流量計81、鉆井液水泵電機組80、進液閥82和鉆井液壓力計91，沉淀箱77的進液口連接有漿液排出管83，漿液排出管83上沿液流方向順次設有出液閥84、煤粉濃度傳感器85和煤粉粒度分離器86；鉆井液控制器90通過控制信號線分別與鉆井液水泵電機組80、流量計81和煤粉濃度傳感器85連接；

煤粉粒度分離器86包括沿液流方向依次同軸向設置的第一連接套管95、第一煤粉篩筒92、第二煤粉篩筒93、第三煤粉篩筒94和第二連接套管96，第一煤粉篩筒92與第二煤粉篩筒93之間通過第一法蘭盤97連接，第二煤粉篩筒93與第三煤粉篩筒94之間通過第二法蘭盤98連接；

第一煤粉篩筒92內傾斜設有第一篩板99，第二煤粉篩筒93內傾斜設有第二篩板100，第三煤粉篩筒94內傾斜設有第三篩板101，第一篩板99上篩孔的孔徑大于第二篩板100上篩孔的孔徑，第二篩板100上篩孔的孔徑大于第三篩板101上篩孔的孔徑。

采用上述技術方案，煤層氣直井鉆進煤粉產出測試裝置還包括地層壓力模擬系統1、鉆井模擬系統2和煤粉產出測控系統4；

地層壓力模擬系統1包括伺服液壓油源5、軸壓模擬裝置和圍壓模擬裝置；

軸壓模擬裝置包括軸壓伺服油箱6、軸壓增壓器7、軸壓伺服控制器8、軸壓充液控制閥9和軸壓充液油箱10；軸壓伺服油箱6通過軸壓主油管11與伺服液壓油源5連接，軸壓伺服油箱6通過第一軸壓增壓油管12與軸壓增壓器7連接，軸壓增壓器7通過第二軸壓增壓油管13與軸壓充液控制閥9連接，軸壓充液控制閥9通過第三軸壓增壓油管14與軸壓充液油箱10連接；第一軸壓增壓油管12上沿軸壓伺服油箱6到軸壓增壓器7方向依次設有第一軸壓過濾器15、軸壓油泵電機組16、第二軸壓過濾器17、軸壓蓄能器18和軸壓伺服閥19，第一軸壓增壓油管12上在軸壓油泵電機組16和第二軸壓過濾器17之間連接有軸壓溢流管20，軸壓溢流管20的一端伸入到軸壓伺服油箱6內，軸壓溢流管20沿油液流向依次設有軸壓壓力表21、軸壓溢流閥22和軸壓冷卻器23；第三軸壓增壓油管14上沿軸壓充液油箱10到軸壓增壓器7方向依次設有軸壓充液過濾器24和軸壓充液油泵電機組25，第三軸壓增壓油管14上在軸壓充液油泵電機組25和軸壓充液控制閥9之間連接有軸壓充液溢流管26，軸壓充液溢流管26上沿油液流向依次設有軸壓充液壓力表27、軸壓充液溢流閥28和軸壓充液冷卻器29；