[發(fā)明專利]一種模擬油氣井井下實(shí)際工況的井壁穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810261373.2
• 申請(qǐng)日: 2018-03-28
• 公開（公告）號(hào): CN108397191A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許發(fā)賓;劉賢玉;李文拓;韋龍貴;黃凱文;陳力;徐靖;黃靜;鄧文彪;韓成;楊仲涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00;E21B47/022;E21B47/002;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/00
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司 44228
• 代理人: 李慧

本發(fā)明提供了一種模擬油氣井井下實(shí)際工況的井壁穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)裝置，整個(gè)裝置由井斜模擬控制系統(tǒng)、井溫模擬控制系統(tǒng)、井筒巖心沖刷模擬系統(tǒng)、氣侵模擬系統(tǒng)及直讀/存儲(chǔ)式數(shù)采系統(tǒng)組成，5套系統(tǒng)協(xié)同工作。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)條件能模擬井下實(shí)際工況，功能多，數(shù)據(jù)采集量大、自動(dòng)化程度高，數(shù)據(jù)展示界面友好。（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，便于國(guó)產(chǎn)，成本低；（3）應(yīng)用前景良好，能完全淘汰現(xiàn)有井壁穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)裝備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油天然氣等資源的鉆完井工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種模擬油氣井井下實(shí)際工況的井壁穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

油氣井井壁穩(wěn)定是鉆完井作業(yè)的關(guān)鍵，井眼坍塌周期的準(zhǔn)確測(cè)定，是現(xiàn)場(chǎng)鉆完井作業(yè)的重要參考。

目前，井壁穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)裝置考慮了部分井下工況，如井下溫度、井下壓力，但是不能考慮對(duì)井壁穩(wěn)定影響較大的井下實(shí)際工況，如井斜、鉆完井液紊流、氣侵及巖屑污染等，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆完井作業(yè)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況相差太遠(yuǎn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)意義相對(duì)較差。

綜上所述，亟需發(fā)明一種模擬油氣井井下實(shí)際工況的井壁穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)裝置，以保障井下作業(yè)安全，提高作業(yè)效率，降低作業(yè)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種模擬油氣井井下實(shí)際工況的井壁穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)裝置，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，以便在實(shí)驗(yàn)中既可以單獨(dú)設(shè)定模擬井斜、井下溫度、井下壓力、氣侵量及巖屑量等實(shí)驗(yàn)條件以進(jìn)行單因素分析，又可以綜合設(shè)定模擬井斜、井下溫度、井下壓力、鉆完井液紊流、氣侵量及巖屑量等實(shí)驗(yàn)條件以進(jìn)行綜合影響分析，同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化程度及數(shù)據(jù)采集數(shù)量及質(zhì)量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種模擬油氣井井下實(shí)際工況的井壁穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：由井斜模擬控制系統(tǒng)、井溫模擬控制系統(tǒng)、井筒巖心沖刷模擬系統(tǒng)、氣侵模擬系統(tǒng)及直讀/存儲(chǔ)式數(shù)采系統(tǒng)組成；

所述的井斜模擬控制系統(tǒng)由滑軌和實(shí)驗(yàn)架組成，所述的滑軌分為水平滑軌和豎直滑軌，且均安裝在實(shí)驗(yàn)架上；

所述的井溫模擬控制系統(tǒng)由呈矩陣分布的探頭、數(shù)控恒溫加熱器、直讀/存儲(chǔ)式數(shù)控儀組成，探頭和數(shù)控恒溫加熱器均連接直讀/存儲(chǔ)式數(shù)控儀，通過數(shù)控恒溫加熱器對(duì)鉆完井液進(jìn)行加熱，通過探頭及直讀/存儲(chǔ)式數(shù)控儀對(duì)模擬溫度進(jìn)行監(jiān)控；

所述的井筒巖心沖刷模擬系統(tǒng)由電控針閥；鉆完井液回收罐；高壓軟管；柱狀巖心；單流閥；氣泡石、紊流激發(fā)器；高壓巖心夾持筒；自動(dòng)轉(zhuǎn)輸泵；數(shù)控恒溫加熱器；高壓驅(qū)動(dòng)泵；高壓硬管；鉆完井液罐；巖屑添加漏斗組成，高壓驅(qū)動(dòng)泵對(duì)鉆完井液加壓，鉆完井液回收罐依次連通高壓硬管、自動(dòng)轉(zhuǎn)輸泵、鉆完井液罐、高壓驅(qū)動(dòng)泵、數(shù)控恒溫加熱器、高壓軟管、單流閥、高壓巖心夾持筒、電控針閥；通過調(diào)節(jié)電控針閥的開度控制高壓巖心夾持筒，模擬井下實(shí)際液壓；通過巖屑添加漏斗和鉆完井液罐調(diào)整鉆完井液巖屑含量；通過氣泡石、紊流激發(fā)器控制高壓巖心夾持筒中的流態(tài)；

所述的氣侵模擬系統(tǒng)由高壓軟管；氣泡石、紊流激發(fā)器；高壓巖心夾持筒；高壓硬管；電動(dòng)氣嘴、流量計(jì)；氣樣瓶組成，氣樣瓶依次連通高壓硬管、電動(dòng)氣嘴、流量計(jì)、高壓軟管及氣泡石、紊流激發(fā)器和高壓巖心夾持筒；

所述的直讀/存儲(chǔ)式數(shù)控系統(tǒng)由電控針閥；呈矩陣分布的探頭；數(shù)控恒溫加熱器；電動(dòng)氣嘴、流量計(jì)；信號(hào)線；直讀/存儲(chǔ)式數(shù)控儀組成，探頭采集高壓巖心夾持筒中的鉆完井液溫度及壓力，并經(jīng)信號(hào)線傳到直讀/存儲(chǔ)式數(shù)控儀，反饋信號(hào)通過信號(hào)線傳到數(shù)控恒溫加熱器實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)控，電控針閥實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓巖心夾持筒內(nèi)鉆完井液的壓力調(diào)控；通過電動(dòng)氣嘴、流量計(jì)采集鉆井液流量及氣樣流量，并經(jīng)信號(hào)線傳到直讀/存儲(chǔ)式數(shù)采儀。

作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的技術(shù)方案，所述的探頭包括井斜角探頭、溫度探頭、壓力計(jì)和水下電視探頭，井斜角探頭、溫度探頭、壓力計(jì)和水下電視探頭采集高壓巖心夾持筒內(nèi)的巖心沖蝕、垮塌等相圖數(shù)據(jù)、井斜角數(shù)據(jù)，并經(jīng)信號(hào)線傳到直讀/存儲(chǔ)式數(shù)控儀；通過直讀/存儲(chǔ)式數(shù)控儀顯示及存儲(chǔ)鉆井液流量、壓力、針閥開度、巖屑沉積相及溫度數(shù)據(jù)。