[發(fā)明專利]噴嘴綜合性能測試裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810061978.7
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108181102A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李敬彬;黃中偉;賀振國;張廣清;李根生;姜天文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王春光;趙燕力

本發(fā)明為一種噴嘴綜合性能測試裝置，包括射流實驗架，射流實驗架包括頂部開口且能固定夾持靶件的作業(yè)箱體，作業(yè)箱體的上方設(shè)置噴嘴給進(jìn)系統(tǒng)，噴嘴給進(jìn)系統(tǒng)包括能上下移動的升降結(jié)構(gòu)，升降結(jié)構(gòu)上自上而下地設(shè)置有射流通道結(jié)構(gòu)，射流通道結(jié)構(gòu)的底部能拆卸地密封連通設(shè)置測試噴嘴；噴嘴綜合性能測試裝置還包括數(shù)據(jù)接收與控制單元，射流通道結(jié)構(gòu)上設(shè)置有測試數(shù)據(jù)采集單元，測試數(shù)據(jù)采集單元與數(shù)據(jù)接收與控制單元電連接。該噴嘴綜合性能測試裝置克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的測試裝置測定性能單一、不能連續(xù)鉆進(jìn)等問題，該噴嘴綜合性能測試裝置操作簡單，通用性和適應(yīng)性強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)可控的鉆進(jìn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油與天然氣鉆井技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到高壓水射流輔助鉆井技術(shù)領(lǐng)域的噴嘴綜合性能測試裝置。

背景技術(shù)

20世紀(jì)60年代末，美國國家科學(xué)基金資助了旨在尋求一種高效的切割破巖方法的龐大研究計劃，在研究人員提出的25種新方法中，高壓水射流破巖被公認(rèn)為最可行有效的方法。在油氣資源鉆探過程中，高壓水射流起到輔助破巖、清巖與攜巖等重要的作用，是決定鉆速的重要因素；同時，高壓水射流在旋轉(zhuǎn)沖砂洗井、水力噴射壓裂、水力脈沖空化鉆井等領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多，已經(jīng)成為油氣鉆探與增產(chǎn)的重要技術(shù)手段。

采用機(jī)械破巖時巖石表面會出現(xiàn)裂紋，射流將會隨著這些裂紋進(jìn)入巖石內(nèi)部，逐漸擴(kuò)大裂紋面積，使巖石快速破裂，且?guī)r石本身拉應(yīng)力較弱，從而提高破巖速度。開展高壓和超高壓射流動力學(xué)研究及輔助機(jī)械破巖機(jī)理研究，可為研究高壓和超高壓射流輔助機(jī)械破巖新鉆井方法提供理論基礎(chǔ)。近年來新型水射流理論研究及其在石油工程中的應(yīng)用進(jìn)展主要包括：通過自激振蕩射流調(diào)制機(jī)理研究，創(chuàng)制了新型高效自振空化射流，發(fā)明了自激振蕩射流鉆頭；并發(fā)明了自振旋轉(zhuǎn)射流處理近井地層解堵增產(chǎn)增注技術(shù)和自激波動注水技術(shù)；旋轉(zhuǎn)射流理論和破巖機(jī)理研究，促進(jìn)了水力噴射徑向水平鉆井技術(shù)的發(fā)展；磨料射流特性和參數(shù)影響規(guī)律研究，優(yōu)化了水力噴砂射孔參數(shù)設(shè)計，發(fā)展和完善了水力噴砂射孔技術(shù)；高壓水射流深穿透水力射孔及輔助壓裂可行性研究，不僅可以提高射孔和壓裂效率，而且為油田(特別是低滲透油藏)增產(chǎn)增注提供了一種有效方法；熱力射流以及液氮射流等新技術(shù)的研究也被提上了日程，相關(guān)研究已在進(jìn)行中，對噴嘴的流道和結(jié)構(gòu)要求推動新型噴嘴的研發(fā)。

由此可知，高壓水射流技術(shù)在石油行業(yè)應(yīng)用成功且廣泛，而噴嘴的性能決定著高壓水射流作用效果，因此，廣大學(xué)者開展了大量關(guān)于噴嘴性能的研究。通過對國內(nèi)外相關(guān)設(shè)備的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)并沒有一套通用的設(shè)備可以完成各型噴嘴的性能的測定，關(guān)于噴嘴的破巖效果、流場特征、能量轉(zhuǎn)化效率等的研究均是單獨(dú)進(jìn)行，且均不能實現(xiàn)連續(xù)鉆進(jìn)。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種噴嘴綜合性能測試裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種噴嘴綜合性能測試裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的測試裝置測定性能單一、不能連續(xù)鉆進(jìn)等問題，該噴嘴綜合性能測試裝置操作簡單，通用性和適應(yīng)性強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)可控的鉆進(jìn)。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種噴嘴綜合性能測試裝置，包括射流實驗架，所述射流實驗架包括頂部開口且能固定夾持靶件的作業(yè)箱體，所述作業(yè)箱體的上方設(shè)置噴嘴給進(jìn)系統(tǒng)，所述噴嘴給進(jìn)系統(tǒng)包括能上下移動的升降結(jié)構(gòu)，所述升降結(jié)構(gòu)上自上而下地設(shè)置有射流通道結(jié)構(gòu)，所述射流通道結(jié)構(gòu)的底部能拆卸地密封連通設(shè)置測試噴嘴；所述噴嘴綜合性能測試裝置還包括數(shù)據(jù)接收與控制單元，所述射流通道結(jié)構(gòu)上設(shè)置有測試數(shù)據(jù)采集單元，所述測試數(shù)據(jù)采集單元與所述數(shù)據(jù)接收與控制單元電連接。