CN105401934A - 一种可视模拟井筒实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可视模拟井筒实验装置,包括底座,底座上固定有井筒,井筒的两端通过法兰连接有套管,套管的一端串联有第一四通,第一四通的两个旁通均连接有管线和闸阀,套管的另外一端依次连接有第二四通、第三四通和井口,第二四通和第三四通的旁通均连接有管线,管线上均设有闸阀,第二四通的其中一个管线的端部连接有压力传感器,另外一个管线的端部连接有安全堵头。本发明提供的这种可视模拟井筒实验装置,作为对现有实验手段的补充,对于承压20MPa以下研究工艺流程、工具工作原理、及工具、管串下钻安全评价等实验,能直观得到实验结果,为工艺、工具研发提供了实验技术手段,提高实验结果分析的准确性,降低了现场施工安全风险。

Description

一种可视模拟井筒实验装置
技术领域
[0001] 本发明属于油气田井下工艺工具研究室内试验领域,具体涉及一种可视模拟井筒实验装置。
背景技术
[0002]目前传统的工艺、工具实验井,通常将现场所应用的实际尺寸套(油)管连接,作为实验井筒开展模拟实验,由于实验装置不透明,实验过程不可视,诸如工艺可行性、管串下钻通过性,锚定类工具锚定情况,封隔器类工具坐封情况及通过工具后的液体流态变化等情况只能依靠得到的压力数据间接测量或推测,实验数据计算依据实验人员感官判断、计算方法不同,结果差异较大。
发明内容
[0003] 本发明的目的是克服现有的模拟井筒实验装置不可视,实验数据不可靠导致的实验结果准确性差,进而影响现场施工安全。
[0004] 为此,本发明提供了一种可视模拟井筒实验装置,包括底座和固定在底座上的套管一、井筒、套管二;
套管一的一端与井筒套接,另外一端依次连接有第二四通、第三四通和井口,第二四通设在靠近套管一端,第三四通位于第二四通和井口之间,第二四通和第三四通的旁通均连接有管线,管线上均设有闸阀,第二四通的其中一个管线的端部连接有压力传感器,另外一个管线的端部连接有安全堵头;
套管二的一端与井筒套接,另外一端串联有第一四通,第一四通的两个旁通均连接有管线,管线上均设有闸阀,套管的另外一端。
[0005] 所述井筒由多个玻璃管通过法兰连接组成,玻璃管的外表面与法兰的内表面之间设有套在玻璃管上的0型圈。
[0006] 所述玻璃管的端部与法兰的接触部分设有橡胶垫圈,橡胶垫圈的内径大于等于玻璃管的内径。
[0007] 所述相邻两个法兰之间设有拉杆,拉杆的两端分别通过螺栓固定在法兰凸缘的通孔内,拉杆的轴向中心线平行于玻璃管的轴向中心线。
[0008] 所述井筒的两个端部设有套在井筒外表面的卡箍,卡箍的底边焊接在底座上。
[0009] 所述玻璃管选用透明度为92%的聚甲基丙烯酸甲酯材质。
[0010] 本发明的有益效果:本发明提供的这种可视模拟井筒实验装置,作为对现有实验手段的补充,对于承压20MPa以下研究工艺流程、工具工作原理、及工具、管串下钻安全评价等实验,能直观得到实验结果,为工艺、工具研发提供了实验技术手段,提高实验结果分析的准确性,降低了现场施工安全风险。
[0011] 以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
[0012]图1是可视模拟井筒实验装置的结构示意图。
[0013] 图2是玻璃管之间的连接示意图。
[0014]图3是玻璃管与套管之间的连接示意图。
[0015]图4是井筒端部卡箍与底座的连接示意图。
[0016] 附图标记说明:1、井筒;2、底座;3、井口 ;4、第一四通;5、管线;6、套管;7、压力传感器;8、安全堵头;9、闸阀;10、第二四通;11、第三四通;12、玻璃管;13、法兰;14、0型圈;15、橡胶垫圈;16、拉杆;17、卡箍。
具体实施方式
[0017] 实施例1:
如图1和图3所示,本发明提供了一种可视模拟井筒实验装置,包括底座2和固定在底座2上的套管一 601、井筒1、套管二 602 ;套管一 601的一端与井筒1套接,另外一端依次连接有第二四通10、第三四通11和井口 3,第二四通10设在靠近套管6 —端,第三四通11位于第二四通10和井口 3之间,第二四通10和第三四通11的旁通均连接有管线5,管线5上均设有闸阀9,第二四通10的其中一个管线5的端部连接有压力传感器7,另外一个管线5的端部连接有安全堵头8 ;套管二 602的一端与井筒1套接,另外一端串联有第一四通4,第一四通4的两个旁通均连接有管线5,管线5上均设有闸阀9,套管6的另外一端。
[0018] 可视模拟井筒实验装置的组装及实验过程如下:将底座2放置于平坦处,第二四通10和第三四通11串联连接,四路旁通均连接管线5,且四路管线5上均设有闸阀9,第三四通11的两路旁通作为环空入口,第二四通10的两路旁通分别连接压力传感器7和安全堵头8,第二四通10连接套管一 601,注意套管一 601和法兰13的高度,保证套管一 601和套管二 602中心线与底座2平行和在宽度方向居中,试压20MPa合格后,按照套管一 601和套管二 602卡箍的固定方式将套管一 601和套管二 602固定在底座2上,然后安装井筒
1、第一四通4,试压20MPa合格后,将安装好的实验装置的所有闸阀9关闭,由中心管连接柱塞栗试压20MPa,这里的中心管指由第三四通11、第二四通10、套管一 601和套管二 602、井筒1和第一四通4顺次连接形成的管子,检查井口 3、闸阀9、井筒1密封等处,lOmin无泄漏,连接工具串,调整扶正、工具串长度,考虑工具局部压力将工具串高压部分控制在套管一 601和套管二 602内,避免刺穿玻璃管,将需要实验的部分放置于玻璃管中上部位置,便于观察,根据实验工具的工艺栗注程序需要,闸阀9连接压裂或混砂等压力设备下部闸阀出连接排污口等。
[0019] 本发明提供的这种可视模拟井筒实验装置,作为对现有实验手段的补充,对于承压20MPa以下研究工艺流程、工具工作原理、及工具、管串下钻安全评价等实验,能直观得到实验结果,为工艺、工具研发提供了实验技术手段,提高实验结果分析的准确性,降低了现场施工安全风险。
[0020] 实施例2:
如图2所示,所述井筒1由多个玻璃管12通过法兰13连接组成,玻璃管12的外表面与法兰13的内表面之间设有套在玻璃管12上的0型圈14,0型圈14可以满足装置密封试压要求。
[0021] 可视模拟井筒实验装置的组装过程如下:将底座2放置于平坦处,第二四通10和第三四通11串联连接,四路旁通均连接管线5,且四路管线5上均设有闸阀9,第三四通11的两路旁通作为环空入口,第二四通10的两路旁通分别连接压力传感器7和安全堵头8,第二四通10连接套管一 601,注意套管一 601和套管二 602和法兰13的高度,保证套管一601和套管二 602中心线与底座2平行和在宽度方向居中,安装第一根玻璃管12,先在玻璃管12的法兰13内放上0型圈,依次安装模拟井筒的其它根玻璃管12,试压20MPa合格后,按照套管一 601和套管二 602卡箍的固定方式将套管一 601和套管二 602固定在底座2上,然后安装井筒1、第一四通4,试压20MPa合格后,将安装好的实验装置的所有闸阀9关闭,由中心管连接柱塞栗试压lOMPa,检查井口 3、闸阀9、井筒1密封等处,lOmin无泄漏,连接工具串,调整扶正、工具串长度,考虑工具局部压力将球工具高压部分控制在套管内,避免刺穿玻璃管12,将需要实验的部分放置于玻璃管12中上部位置,便于观察,根据实验工具的工艺栗注程序需要,闸阀9连接压裂或混砂等压力设备下部闸阀出连接排污口等。
[0022] 实施例3:
在实施例2的基础上,如图2所示,为防止井口旋转,所述玻璃管12的端部与法兰13的接触部分设有橡胶垫圈15,橡胶垫圈15的内径大于等于玻璃管12的内径,其中,橡胶垫圈15优选5mm厚。
[0023] 可视模拟井筒实验装置的组装过程如下:将底座2放置于平坦处,第二四通10和第三四通11串联连接,四路旁通均连接管线5,且四路管线5上均设有闸阀9,第三四通11的两路旁通作为环空入口,第二四通10的两路旁通分别连接压力传感器7和安全堵头8,第二四通10连接套管一 601,注意套管一 601和套管二 602和法兰13的高度,保证套管一601和套管二 602中心线与底座2平行和在宽度方向居中,安装第一根玻璃管12,先在玻璃管12的法兰13内放上0型圈和橡胶垫圈15,再插入玻璃管12,依次安装模拟井筒的其它根玻璃管12,试压20MPa合格后,按照套管一 601和套管二 602卡箍的固定方式将套管一 601和套管二 602固定在底座2上,然后安装井筒1、第一四通4,试压20MPa合格后,将安装好的实验装置的所有闸阀9关闭,由中心管连接柱塞栗试压lOMPa,检查井口 3、闸阀9、井筒1密封等处,lOmin无泄漏,连接工具串,调整扶正、工具串长度,考虑工具局部压力将球工具高压部分控制在套管内,避免刺穿玻璃管,将需要实验的部分放置于玻璃管中上部位置,便于观察,根据实验工具的工艺栗注程序需要,闸阀9连接压裂或混砂等压力设备下部闸阀出连接排污口等。
[0024] 实施例4:
在实施例2或者实施例3的基础上,如图2和图3所示,所述相邻两个法兰13之间设有拉杆16,拉杆16的两端分别通过螺栓固定在法兰13凸缘的通孔内,拉杆16的轴向中心线平行于玻璃管12的轴向中心线。
[0025] 可视模拟井筒实验装置的组装过程如下:将底座2放置于平坦处,第二四通10和第三四通11串联连接,四路旁通均连接管线5,且四路管线5上均设有闸阀9,第三四通11的两路旁通作为环空入口,第二四通10的两路旁通分别连接压力传感器7和安全堵头8,第二四通10连接套管一 601,注意套管一 601和套管二 602和法兰13的高度,保证套管一601和套管二 602中心线与底座2平行和在宽度方向居中,安装第一根玻璃管12,先在玻璃管12的法兰13内放上0型圈和橡胶垫圈15,再插入玻璃管12,最后拉紧拉杆16,依次安装模拟井筒的其它根玻璃管12,注意每个玻璃管12周围的用于固定拉杆16的螺栓的打紧程度尽量一致,观察橡胶垫圈15受力即可,同理依次安装模拟井筒的其它玻璃管12。试压20MPa合格后,按照套管一 601和套管二 602卡箍的固定方式将套管一 601和套管二 602固定在底座2上,然后安装井筒1、第一四通4,试压20MPa合格后,将安装好的实验装置的所有闸阀9关闭,由中心管连接柱塞栗试压lOMPa,检查井口 3、闸阀9、井筒1密封等处,lOmin无泄漏,连接工具串,调整扶正、工具串长度,考虑工具局部压力将球工具高压部分控制在套管内,避免刺穿玻璃管,将需要实验的部分放置于玻璃管中上部位置,便于观察。
[0026] 实施例5:
在实施例1的基础上,如图4所示,所述井筒1的两个端部设有套在井筒1外表面的卡箍17,卡箍17的底边焊接在底座2上,可有效防止井筒1发生旋转而影响实验效果。
[0027] 实施例6:
在实施例1的基础上,所述玻璃管12选用透明度为92%的聚甲基丙烯酸甲酯材质,聚甲基丙烯酸甲酯具有优良的透光性,可使本发明提供的可视模拟井筒实验装置具有良好的可视性。
[0028] 以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段,这里不一一叙述。

Claims (6)

1.一种可视模拟井筒实验装置,其特征在于:包括底座(2)和固定在底座(2)上的套管一(601)、井筒(1)、套管二(602); 套管一(601)的一端与井筒(1)套接,另外一端依次连接有第二四通(10)、第三四通(11)和井口(3),第二四通(10)设在靠近套管(6)—端,第三四通(11)位于第二四通(10)和井口(3)之间,第二四通(10)和第三四通(11)的旁通均连接有管线(5),管线(5)上均设有闸阀(9),第二四通(10)的其中一个管线(5)的端部连接有压力传感器(7),另外一个管线(5)的端部连接有安全堵头(8); 套管二(602)的一端与井筒(1)套接,另外一端串联有第一四通(4),第一四通(4)的两个旁通均连接有管线(5 ),管线(5 )上均设有闸阀(9 ),套管(6 )的另外一端。
2.如权利要求1所述的一种可视模拟井筒实验装置,其特征在于:所述井筒(1)由多个玻璃管(12)通过法兰(13)连接组成,玻璃管(12)的外表面与法兰(13)的内表面之间设有套在玻璃管(12)上的0型圈(14)。
3.如权利要求2所述的一种可视模拟井筒实验装置,其特征在于:所述玻璃管(12)的端部与法兰(13)的接触部分设有橡胶垫圈(15),橡胶垫圈(15)的内径大于等于玻璃管(12)的内径。
4.如权利要求2或3所述的一种可视模拟井筒实验装置,其特征在于:所述相邻两个法兰(13)之间设有拉杆(16),拉杆(16)的两端分别通过螺栓固定在法兰(13)凸缘的通孔内,拉杆(16)的轴向中心线平行于玻璃管(12)的轴向中心线。
5.如权利要求1所述的一种可视模拟井筒实验装置,其特征在于:所述井筒(1)的两个端部设有套在井筒(1)外表面的卡箍(17 ),卡箍(17 )的底边焊接在底座(2 )上。
6.如权利要求2所述的一种可视模拟井筒实验装置,其特征在于:所述玻璃管(12)选用透明度为92%的聚甲基丙烯酸甲酯材质。
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