[實用新型]一種高溫高壓鉆井液流動性能測試裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820934518.6
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN208537347U
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李皋;戴成;陳一健;孟英峰;肖東;李紅濤;李永杰
• 申請（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號: G01N11/14
• 分類號: G01N11/14
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本實用新型公開了一種高溫高壓鉆井液流動性能測試裝置，該裝置主要由流體管道、控溫裝置1、壓力傳感器、采樣容器17、三相磁力驅(qū)動裝置18、驅(qū)動電機(jī)19組成，所述流體管道的垂直管段3、水平管段4和傾斜管段2首尾相接，形成似三角形的鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，旁通管段5兩端接在水平管段4上，旁通管段兩端之間的水平管段為取樣管段6，取樣管段連接采樣容器17；驅(qū)動電機(jī)19通過三相磁力驅(qū)動裝置18驅(qū)動流體管道內(nèi)的鉆井液循環(huán)流動。利用該裝置能夠模擬深井和超深井鉆井過程中，在高溫高壓條件下對鉆井液上返過程中的流動速度和剪切速率等流動性能進(jìn)行測試。本實用新型原理可靠，操作簡便，對鉆井液流型判斷和相關(guān)流體計算提供了實驗和理論指導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及石油勘探開發(fā)領(lǐng)域鉆井過程中一種高溫高壓鉆井液流動性能測試裝置。

背景技術(shù)

在深井及超深井鉆井過程中，鉆井液在井底受到高溫高壓的影響，體積較小，流速較慢，隨著鉆井液從井底返回到地面的過程中，鉆井液的溫度、壓力隨井深變淺而變低，鉆井液體積變大，流速變快，因而鉆井液在上返過程中流動速率和剪切率等流動參數(shù)不斷變化，對流體計算及鉆井液參數(shù)選擇帶來困難。因此，研究鉆井液在高溫高壓條件下流動速率和剪切速率的變化是深井及超深井鉆井的一個極其重要的問題。

鉆井液在井下處于高溫高壓的狀態(tài)，流動性能受高溫高壓影響很大，而當(dāng)前國內(nèi)對鉆井液流動性能測試的實驗方法都是針對常溫常壓下鉆井液的流動性能測試或在高溫高壓釜中進(jìn)行靜止?fàn)顟B(tài)下鉆井液的流變性能測試。

專利“一種高溫高壓流變性能測試儀”（CN201594064U）主要通過高溫高壓釜進(jìn)行鉆井液流變性能測試，未考慮鉆井液處于流動循環(huán)狀態(tài)。專利“水平井偏心環(huán)空頂替參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法”（CN103277067）在常溫常壓下通過模擬水平井偏心環(huán)空狀態(tài)測量鉆井液的流變參數(shù)，未考慮鉆井液處于高溫高壓狀態(tài)。專利“異型管式鉆井液流變性測量方法”（CN103076263A）通過鉆井液在異型管中流動，進(jìn)行鉆井液的流變性自動化在線測量，也未考慮鉆井液處于高溫高壓狀態(tài)。

總的來說，目前室內(nèi)實驗設(shè)備沒有全面考慮在深井及超深井中鉆井液同時處于流動和高溫高壓兩個狀態(tài)。因此，建立實際井下鉆井液流動狀態(tài)進(jìn)行流動性能測試的實驗裝置，對于深井及超深井鉆井過程中鉆井液的流動性能研究具有十分重要的意義。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種高溫高壓鉆井液流動性能測試裝置，該裝置原理可靠，操作簡便，能夠模擬深井和超深井鉆井過程中，在高溫高壓條件下對鉆井液上返過程中的流動速度和剪切速率等流動性能進(jìn)行測試。

為達(dá)到以上技術(shù)目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案。

一種高溫高壓鉆井液流動性能測試裝置，包括流體管道單元、流體管道加熱控溫單元、壓力采集單元、取樣單元、泄壓單元、三相磁力驅(qū)動單元、注氣單元和注液單元。

所述流體管道單元包括垂直管段、水平管段、傾斜管段、旁通管段和取樣管段，管徑均為25mm，不銹鋼材質(zhì)，最大承壓為150MPa，耐溫極限為250℃。垂直管段、水平管段和傾斜管段首尾相接，形成似三角形的鉆井液循環(huán)系統(tǒng)，旁通管段兩端分別接在水平管段上，取樣管段為水平管段的一部分。

所述流體管道加熱控溫單元包括總功率為100KW的不銹鋼加熱圈、Pt100溫度傳感器、保溫層，保溫層及不銹鋼加熱圈覆蓋于整個流動管段上。

所述壓力采集單元包括4套量程為0~120MPa，精度為±0.2%FS的316L膜片的帶通訊接口的PID智能儀表，在垂直管段上部和下部各安裝一套，在水平管段與旁通管段的連接處各安裝一套。

所述取樣單元包括取樣管段、3只200℃/100MPa的高溫高壓閥門和500mL/100MPa的采樣容器。在水平管段與旁通管段連接處之間放置2只高溫高壓閥門，兩閥門之間為取樣管段，取樣管段與采樣容器通過管段相連，在取樣管段與采樣容器通過一只高溫高壓閥門相連。