[發明專利]測量巖屑含量對天然氣水合物鉆井沖蝕影響的裝置及方法

有效

• 申請號: 202011035591.8
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN111997601B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 魏納;張盛輝;趙金洲;喻熙崇;張烈輝;李海濤;付強;張緒超
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/00;E21B43/01
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.測量巖屑含量對天然氣水合物鉆井沖蝕影響的裝置，由套管（14）、鉆桿（13）、鉆頭（28）、電機（6）、箱體（26）、第一增氧泵（2）、巖屑收集器（31）、液體流量計（20）、水泵（19）、儲水罐（18）、氣體流量計（22）、第二增氧泵（21）、三相分離器（9）、壓力傳感器（4）、計算機（1）組成，其特征在于，所述套管（14）內有鉆桿（13），鉆桿連接鉆頭（28），套管頂端通過可拆卸接頭（5）固定鉆桿，底端通過螺栓（27）固定箱體（26），鉆桿穿過可拆卸接頭連接電機（6），鉆頭位于箱體內，套管和鉆桿之間的環形空間與箱體連通；所述套管側端設有多個加氣口（30），加氣口連接第一增氧泵（2）；所述箱體通過兩端的進口既連接巖屑收集器（31）、液體流量計（20）、水泵（19）、儲水罐（18），還連接氣體流量計（22）、第二增氧泵（21），巖屑收集器設有巖屑加入口（15）、尼龍加入口（16）和攪拌混合器（17）；所述套管通過上端的混合物出口連接三相分離器（9），三相分離器連接儲水罐，三相分離器頂部有排氣口，底部通過電加熱干燥器（10）分別連接尼龍收集桶（11）、巖屑收集桶（12）；所述套管上下兩端設置壓力傳感器（4），壓力傳感器連接計算機（1）；

應用所述裝置測量巖屑含量對天然氣水合物鉆井沖蝕影響的方法，依次包括以下步驟：

步驟一，打開儲水罐、水泵和第二增氧泵，開啟電機帶動鉆桿和鉆頭旋轉，儲水罐的水通過水泵加壓后與第二增氧泵產生的氣體進入箱體；打開第一增氧泵，第一增氧泵產生的氣體通過加氣口進入套管；

步驟二，打開巖屑收集器出口的開度為全開的1/8，巖屑顆粒和尼龍顆粒隨著水進入箱體，然后從環空往上返，氣體、水、巖屑顆粒和尼龍顆粒一起從混合物出口流出并進入三相分離器，分離出的氣體從頂部排出，分離出的水進入儲水罐重復使用，分離出的巖屑顆粒和尼龍顆粒進行干燥后進入巖屑收集桶和尼龍收集桶，壓力傳感器對套管內的壓力進行監測；

步驟三，循環一段時間，將套管取出，觀察并測量套管內壁被沖蝕的深度，然后更換套管，依次將巖屑收集器出口的開度按照全開的3/8、5/8、7/8進行調節，重復上述步驟；

步驟四，繪制巖屑收集器出口的不同開度與套管內壁被沖蝕深度的關系曲線。

2.如權利要求1所述的測量巖屑含量對天然氣水合物鉆井沖蝕影響的裝置，其特征在于，所述套管側端設有5～9個加氣口，每個加氣口設有閘閥和氣體流量計。

3.如權利要求1所述的測量巖屑含量對天然氣水合物鉆井沖蝕影響的裝置，其特征在于，所述套管外徑177.8mm,長度2.5m，為碳鋼材質。

4.如權利要求1所述的測量巖屑含量對天然氣水合物鉆井沖蝕影響的裝置，其特征在于，所述鉆桿外徑127mm，長度2.8m。

5.利用權利要求1、2、3或4所述的裝置測量巖屑含量對天然氣水合物鉆井沖蝕影響的方法，依次包括以下步驟：

步驟一，打開儲水罐、水泵和第二增氧泵，開啟電機帶動鉆桿和鉆頭旋轉，儲水罐的水通過水泵加壓后與第二增氧泵產生的氣體進入箱體；打開第一增氧泵，第一增氧泵產生的氣體通過加氣口進入套管；

步驟二，打開巖屑收集器出口的開度為全開的1/8，巖屑顆粒和尼龍顆粒隨著水進入箱體，然后從環空往上返，氣體、水、巖屑顆粒和尼龍顆粒一起從混合物出口流出并進入三相分離器，分離出的氣體從頂部排出，分離出的水進入儲水罐重復使用，分離出的巖屑顆粒和尼龍顆粒進行干燥后進入巖屑收集桶和尼龍收集桶，壓力傳感器對套管內的壓力進行監測；

步驟三，循環一段時間，將套管取出，觀察并測量套管內壁被沖蝕的深度，然后更換套管，依次將巖屑收集器出口的開度按照全開的3/8、5/8、7/8進行調節，重復上述步驟；

步驟四，繪制巖屑收集器出口的不同開度與套管內壁被沖蝕深度的關系曲線。