[實(shí)用新型]一種用于噴射鉆井室內(nèi)研究的多功能測試與實(shí)驗(yàn)平臺

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721536081.2
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN207377495U
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫繼偉;裴向軍;陳寶義;陳晨;張文
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理工大學(xué);吉林大學(xué)
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 劉洵

本實(shí)用新型涉及一種用于噴射鉆井室內(nèi)研究的多功能測試與實(shí)驗(yàn)平臺，包括動(dòng)力模塊、實(shí)驗(yàn)工況調(diào)控模塊，測試與檢測模塊、流體循環(huán)模塊以及噴鉆組件。動(dòng)力模塊包括微鉆實(shí)驗(yàn)裝置和泥漿泵；實(shí)驗(yàn)工況調(diào)控模塊包括中控單元和圍壓調(diào)控單元；測試與檢測模塊包括傳感檢測單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元和顯示存儲(chǔ)單元；流體循環(huán)模塊包括水龍頭、水箱、沉淀過濾池、污水泵和上端開口下端封閉且透明的模擬井筒。本實(shí)用新型的多功能測試與實(shí)驗(yàn)平臺，可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬實(shí)際的噴射鉆井過程，為開展噴射鉆井的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究創(chuàng)造必要條件，實(shí)驗(yàn)過程中可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，且可使處于地下、不可視的噴射鉆井過程可視化，從而變半經(jīng)驗(yàn)性的研究為科學(xué)化、定量化的研究。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及噴射鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于噴射鉆井室內(nèi)研究的多功能測試與實(shí)驗(yàn)平臺。

背景技術(shù)

噴射鉆井(Jet Drilling)是利用有壓鉆井液流過嵌固于噴射式鉆頭的噴嘴時(shí)產(chǎn)生高速射流的水力作用，輔助鉆頭破巖、清洗井底巖屑，可有效提高機(jī)械鉆速的一種鉆井方法。噴射鉆井過程中，在使用噴射式鉆頭的井底條件下，鉆井液從噴嘴高速噴出形成射流，被井筒內(nèi)的鉆井液所淹沒，并且其運(yùn)動(dòng)和發(fā)展受到井底和井壁的限制，因而屬于淹沒非自由射流。

噴射鉆井過程中形成的高壓射流能夠很好地清洗井底鉆屑、大幅提升機(jī)械鉆速，具體表現(xiàn)為三個(gè)方面：

1、射流的沖擊壓力作用(對巖屑的沖擊反轉(zhuǎn)作用)。由于射流作用在井底巖屑上的壓力極不均勻，可使巖屑產(chǎn)生一個(gè)反轉(zhuǎn)力矩，離開井底；

2、漫流的橫推作用。漫流具有附面射流性質(zhì)，高速漫流可對井底巖屑產(chǎn)生一個(gè)橫推力；

3、射流對井底的破巖作用。若井底巖石的強(qiáng)度較低，當(dāng)射流沖擊力超過地層巖石的破碎壓力時(shí)，射流將直接破碎巖石；若井底巖石的強(qiáng)度較高，高速射流流體將擠入巖石的微裂紋或裂縫形成“水楔”，使微裂紋或裂縫逐漸擴(kuò)大，從而能夠大幅降低巖石的強(qiáng)度。

目前，對于噴射鉆井的研究主要集中在噴射式鉆頭上嵌固噴嘴的布設(shè)方式、射流水力參數(shù)和鉆頭水力參數(shù)、水功率傳遞關(guān)系、提高鉆頭水力參數(shù)的途徑、噴射鉆井水力參數(shù)設(shè)計(jì)等方面，為了更好地研究噴射鉆井的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)一步提升噴射鉆井的機(jī)械鉆速，還需要對噴射鉆進(jìn)過程中包括射流破巖機(jī)理、井底流場優(yōu)化、噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面展開更深入的研究，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有專門用于對噴射鉆進(jìn)過程中包括射流破巖機(jī)理、井底流場優(yōu)化、噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面展開更深入研究的實(shí)驗(yàn)裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠?qū)⑦^程復(fù)雜且不可視的噴射鉆井過程置于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)噴射鉆井過程的可視化、科學(xué)化及定量化的研究的多功能測試與實(shí)驗(yàn)平臺。

本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種用于噴射鉆井室內(nèi)研究的多功能測試與實(shí)驗(yàn)平臺，包括動(dòng)力模塊、實(shí)驗(yàn)工況調(diào)控模塊，測試與檢測模塊、流體循環(huán)模塊以及噴鉆組件。

所述動(dòng)力模塊包括微鉆實(shí)驗(yàn)裝置和泥漿泵，所述噴鉆組件與所述微鉆實(shí)驗(yàn)裝置連接；所述實(shí)驗(yàn)工況調(diào)控模塊包括中控單元和圍壓調(diào)控單元；所述測試與檢測模塊包括傳感檢測單元、數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元和顯示存儲(chǔ)單元，所述傳感檢測單元實(shí)時(shí)檢測所述微鉆實(shí)驗(yàn)裝置的工況參數(shù)及施加在巖樣上的圍壓值；所述流體循環(huán)模塊包括水龍頭、水箱、沉淀過濾池、污水泵和上端開口下端封閉且透明的模擬井筒。