[發明專利]一種直井雙壁鉆桿系統攜巖能力測定裝置及測定方法

在審

• 申請號: 201811383300.7
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109281616A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 鄧嵩;劉雅莉;王相;竇祥驥;燕宇翔
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: E21B7/18
• 分類號: E21B7/18;E21B21/16;E21B47/00
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華

1.一種直井雙壁鉆桿系統攜巖能力測定裝置，包括混合有巖屑的配液池、垂直放置的模擬井筒，其特征是：所述的雙壁鉆桿系統包括設在模擬井筒內的外鉆桿、設在外鉆桿內的內鉆桿以及連接在外鉆桿下端的鉆頭，連接配液池與模擬井筒之間的管路上設有軸流泵，模擬井筒上端管路連接有向外鉆桿內打入壓縮氣體的壓縮機，連接內鉆桿與配液池之間的管路上設有固液分離器及對分離出的巖屑進行烘干稱重的烘干稱重器，模擬井筒外側設有記錄巖屑運移和沉降過程的高速攝像機，外鉆桿下半部間隔設有測量攜屑液體在流動過程中流速變化的測速儀傳感器。

2.如權利要求1所述的直井雙壁鉆桿系統攜巖能力測定裝置，其特征是：所述的外鉆桿下端設有轉換接頭，轉換接頭與鉆頭之間連接有井下隨鉆儀，所述的模擬井筒上端安裝有防噴閥，防噴閥通過防噴器與壓縮機管路連接。

3.如權利要求1所述的水平井雙壁鉆桿系統攜巖能力測定裝置，其特征是：所述的軸流泵與模擬井筒之間的管路上和模擬井筒上端回液管路上分別設有測量攜屑液體在流動過程中壓力變化的壓力表。

4.如權利要求1所述的直井雙壁鉆桿系統攜巖能力測定裝置，其特征是：所述的配液池管路連接有向配液池內添加巖屑的儲屑罐，配液池內安裝有攪拌器。

5.如權利要求1所述的直井雙壁鉆桿系統攜巖能力測定裝置，其特征是：所述的高速攝影機通過數據線連接有進行數據處理和保存的計算機。

6.如權利要求1所述的直井雙壁鉆桿系統攜巖能力測定裝置，其特征是：所述的內鉆桿、外鉆桿及模擬井筒均采用透明PC管材料制作。

7.一種采用如權利要求1所述的測定裝置進行直井雙壁鉆桿系統攜巖能力測定的方法，其特征是：包含以下步驟：

a、實驗準備階段：

連接好各管線接頭，在模擬井筒內安裝好內鉆桿和外鉆桿，在配液池中先加入一定量的水，檢查各管道的對接吻合，然后通過軸流泵將配液池中的液體從模擬井筒下端輸入雙壁鉆桿系統；啟動壓縮機，從外鉆桿頂部將氣體打入外鉆桿內，保證實驗系統內雙壁鉆桿系統中的流體流動，穩定排量；雙壁鉆桿開始氣體反循環工作后，啟動高速攝像機對準待觀察的模擬井筒管段，并進行測速儀傳感器讀數校正，確定儀表可正常工作；

b、實驗進行階段：

稱取巖屑質量，記為m₁，將巖屑投入配液池與水進行攪拌，得到實驗所需的含巖屑液；然后啟動軸流泵與壓縮機，使氣體在雙壁鉆桿系統中實現反循環，循環后的氣體攜帶含巖屑液體從內鉆桿運移到固液分離器進行液體與巖屑的分離，對分離出的巖屑進行烘干并稱取其重量，記作m₂，將η記作攜巖能力，則

在不同排量、巖屑粒徑、攜巖液注入速度的參數條件下重復以上各步驟；

對于所模擬的氣體反循環的流動過程，通過高速攝像機拍攝攜巖液的流動情況并將拍攝到的圖像數據進行存儲；

c、實驗結束階段：

先關閉軸流泵，打開實驗管道上的泄壓閥泄壓，再關閉壓縮機，停止氣體循環，將模擬井筒、配液池、內鉆桿、外鉆桿以及固液分離器內的污水放空，測定實驗結束。