[發(fā)明專利]一種測試不規(guī)則井眼段環(huán)空流動(dòng)壓降的試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911181570.4
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN110924928B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭雙進(jìn);張世輝;劉洋;宋廣朋;嚴(yán)林坤;潘祎;劉裕
• 申請（專利權(quán)）人: 長江大學(xué)
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/06
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 江慧

1.一種測試不規(guī)則井眼段環(huán)空流動(dòng)壓降的試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括實(shí)驗(yàn)底座、流體池、循環(huán)泵、模擬井眼、模擬管道、模擬鉆桿、流量計(jì)、第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，所述模擬井眼包括第一規(guī)則井眼段、第二規(guī)則井眼段和可更換不規(guī)則井眼段，所述可更換不規(guī)則井眼段為弧形凹面井眼段，所述第一規(guī)則井眼段的一端和所述流體池均固定在所述實(shí)驗(yàn)底座上，所述可更換不規(guī)則井眼段的下端與所述第一規(guī)則井眼段的另一端可拆卸連接，所述可更換不規(guī)則井眼段的上端與所述第二規(guī)則井眼段的一端可拆卸連接，所述第二規(guī)則井眼段的另一端與所述流體池連通，所述流量計(jì)設(shè)置在所述模擬鉆桿上，所述第一壓力傳感器設(shè)置在所述可更換不規(guī)則井眼段的上端處，所述第二壓力傳感器設(shè)置在所述可更換不規(guī)則井眼段的下端處，所述模擬鉆桿的一端與所述第一規(guī)則井眼段連通，所述模擬鉆桿的另一端連接所述模擬管道的一端，所述模擬管道的另一端與所述流體池連通，所述循環(huán)泵設(shè)置在所述模擬管道上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試不規(guī)則井眼段環(huán)空流動(dòng)壓降的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述可更換不規(guī)則井眼段的下端通過密封絲扣與所述第一規(guī)則井眼段的另一端連接，所述可更換不規(guī)則井眼段的上端通過密封絲扣與所述第二規(guī)則井眼段的一端連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試不規(guī)則井眼段環(huán)空流動(dòng)壓降的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述可更換不規(guī)則井眼段的內(nèi)部敷設(shè)有粗糙帶。

4.一種測試不規(guī)則井眼段環(huán)空流動(dòng)壓降的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：搭建如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的測試不規(guī)則井眼段環(huán)空流動(dòng)壓降的試驗(yàn)裝置，并獲取模擬鉆桿外徑、模擬井眼尺寸以及可更換不規(guī)則井眼段的軸向長度和最大徑向尺寸；

步驟二：根據(jù)實(shí)際用鉆井液體系配方配制測試鉆井液，并獲取測試鉆井液的密度、塑性粘度和動(dòng)切力；

步驟三：將配制的測試鉆井液注入流體池內(nèi)并啟動(dòng)循環(huán)泵后，獲取第一壓力傳感器和第二壓力傳感器在不同循環(huán)排量下測試的可更換不規(guī)則井眼段的上端壓力和下端壓力，并計(jì)算可更換不規(guī)則井眼段的環(huán)空流動(dòng)壓降；

步驟四：更換軸向長度和最大徑向尺寸不同的可更換不規(guī)則井眼段，并重復(fù)步驟三；

步驟五：重復(fù)步驟四，獲取多個(gè)不同可更換不規(guī)則井眼段在不同循環(huán)排量下用所述測試鉆井液測試時(shí)的環(huán)空流動(dòng)壓降；

步驟六：對獲取的數(shù)據(jù)采用nlinfit函數(shù)進(jìn)行非線性最小二乘數(shù)據(jù)擬合得到不規(guī)則井眼段環(huán)空流動(dòng)壓降與模擬鉆桿外徑、模擬井眼尺寸、鉆井液密度、塑性粘度、動(dòng)切力、軸向長度、最大徑向尺寸、循環(huán)排量的關(guān)系式；

步驟七：將實(shí)際井眼的不規(guī)則井眼段的鉆井?dāng)?shù)據(jù)代入所述關(guān)系式中得到實(shí)際井眼的不規(guī)則井眼段的環(huán)空流動(dòng)壓降。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測試不規(guī)則井眼段環(huán)空流動(dòng)壓降的方法，其特征在于，所述步驟三中，可更換不規(guī)則井眼段的環(huán)空流動(dòng)壓降的計(jì)算公式為：

△P＝P₂-P₁-0.00981*ρ*△L，

其中，△P表示可更換不規(guī)則井眼段的環(huán)空流動(dòng)壓降，P₂表示第二壓力傳感器測試得到的可更換不規(guī)則井眼段的下端壓力，P₁表示第一壓力傳感器測試得到的可更換不規(guī)則井眼段的上端壓力，ρ表示所述測試鉆井液的密度，△L表示可更換不規(guī)則井眼段的軸向長度。