[發明專利]一種模擬地層砂侵入和優選礫石充填尺寸的裝置及方法

在審

• 申請號: 202310496771.3
• 申請日: 2023-05-05
• 公開（公告）號: CN116291417A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 魏納;王鑫偉;李海濤;趙金洲;張烈輝;張傲洋;吳江
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B43/02;E21B43/08;G09B25/02
• 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

1.一種模擬地層砂侵入和優選礫石充填尺寸的裝置，其特征在于，包括主體驅替系統、攪拌系統和分析處理系統，所述主體驅替系統的入口連接系統攪拌，主體驅替系統的出口連接分析處理系統；所述主體驅替系統由主體容器（1）、上擋砂篩網（6）、下擋砂篩網（7）組成，主體容器（1）分為進液管段（2）、礫石充填管段（3）和排液管段（4），進液管段（2）上安裝上擋砂篩網（6），進液管段（2）開設有砂漿進液口（9），排液管段（4）上安裝下擋砂篩網（7），排液管段（4）開設有砂漿出液口（10）；所述攪拌系統由儲砂罐（26）、儲液罐（27）、攪拌桶（5）、高壓軟管（23）和泥漿泵（22）組成，攪拌桶（5）的一側設置輸料口（19），儲砂管（26）與輸料口（19）連接，攪拌桶（5）的另一側設置輸液口（18），儲液罐（27）與輸液口（18）連接，攪拌桶（5）的下端設置兩相流出口（20），高壓軟管（23）的一端與兩相流出口（20）連接，高壓軟管（23）上設置有泥漿泵（22），高壓軟管（23）的另一端與主體容器（1）上的砂漿進液口（9）連接；所述分析處理系統由濾砂罐（28）、粒徑分析儀（34）、廢液處理罐（35）和數據采集裝置（29）組成，濾砂罐（28）的入口與主體容器（1）的砂漿出液口（10）進行連接，濾砂罐（28）的出口與廢液處理罐（35）和粒徑分析儀（34）連接，數據采集裝置（29）分別與主體驅替系統和攪拌系統進行連接，對主體驅替系統和攪拌系統內的控制設備進行控制和數據采集。

2.根據權利要求1所述的一種模擬地層砂侵入和優選礫石充填尺寸的裝置，其特征在于，所述主體容器（1）的進液管段（2）和排液管段（4）設置在兩側，礫石充填管段（3）通過螺紋連接在進液管段（2）和排液管段（4）的中間位置；上擋砂篩網（6）和下擋砂篩網（7）通過固定螺栓分別安裝在進液管段（2）和排液管段（4）與礫石充填管段（3）銜接的位置，礫石充填管段（3）內設置充填礫石層。

3.根據權利要求2所述的一種模擬地層砂侵入和優選礫石充填尺寸的裝置，其特征在于，所述進液管段（2）的上擋砂篩網（6）的上端設置了一號流量傳感器（8）和一號壓力傳感器（32），排液管段（4）的下擋砂篩網（7）的下端設置二號流量傳感器（42）和二號壓力傳感器（33）；進液管段（2）的內部通過螺紋安裝有環形排砂管（24），進液管段（2）的入口處為錐形結構，錐形結構的小徑端開設出砂漿進液口（9），排液管段末端的底部設置開口向下的砂漿出液口（10）。

4.根據權利要求3所述的一種模擬地層砂侵入和優選礫石充填尺寸的裝置，其特征在于，所述主體容器（1）上安裝的一號流量傳感器（8）、一號壓力傳感器（32）、二號流量傳感器（42）和二號壓力傳感器（33）與數據采集裝置（29）進行電連接。

5.根據權利要求1所述的一種模擬地層砂侵入和優選礫石充填尺寸的裝置，其特征在于，所述攪拌桶（5）由電機（11）、電機傳動軸（12）、攪拌葉片（13）、阻砂網（14）和上頂蓋（15）和套筒（17）組成，上頂蓋（15）通過螺栓安裝在套筒（17）的頂部，電機（11）的輸出端與電機傳動軸（12）連接，電機傳動軸（12）貫穿上頂蓋（15）插入桶套（17）內，電機傳動軸（12）的輸出端安裝攪拌葉片（13），阻砂網（14）通過螺栓安裝在上頂蓋（15）下端。

6.根據權利要求5所述的一種模擬地層砂侵入和優選礫石充填尺寸的裝置，其特征在于，所述阻砂網（14）與上頂蓋（15）配合將攪拌桶（5）分為中部的流體腔和外部的砂體腔，電機傳動軸（12）和攪拌葉片（13）設置在阻砂網（14）與上頂蓋（15）之間形成的流體腔內；攪拌桶（5）的輸料口（19）開設在套筒（17）的側壁與外部的砂體腔連通，攪拌桶（5）的輸液口（18）開設在上頂蓋（15）的中間位置與內部的流體腔連通；阻砂網（14）分隔攪拌葉片（13）與固體砂粒，防止在攪拌過程中砂粒對攪拌葉片（13）造成的磨蝕。