CN109900618A - 一种模拟漏层温压系统的堵漏仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模拟漏层温压系统的堵漏仪，包括底座、环压泵、温控系统、双向压力控制系统、加热套、承压桶、减压接收器及浆杯，所述的环压泵、温控系统、双向压力控制系统分别以下、中、上的位置依次连接安装，所述的环压泵、温控系统与双向压力控制系统的另一侧设有加热套，加热套的内部设有承压桶，承压桶底侧设有堵漏装置，堵漏装置通过第二三通阀与减压接收器连接，减压接收器的底部还连接有浆杯，所述的承压桶上端通过第一三通阀与第一输气管连接，第一输气管通过第二输气管与第一气源连接。本发明不但可以更好的模拟地层不同漏失通道特征，还能高度还原原始地层温度以及井内钻井液液柱压力和地层压力间相互作用情况下的堵漏情况。

Description

一种模拟漏层温压系统的堵漏仪

技术领域：

本发明涉及室内模拟检验堵漏装置技术领域，具体涉及一种模拟漏层温压系统的堵漏仪。

背景技术：

在石油钻井过程中因地质条件不同，经常会遇到因钻遇漏层而需要堵漏的情况，但井下情况复杂，如何有效实现漏失封堵一直是困扰安全优质高效钻井的技术难题。因此，需要在实验室中对漏失情况进行模拟，验证堵漏材料的堵漏效果，来优选出合适的堵漏材料和方案，提高堵漏工艺的可行性，指导现场施工作业。但是，现有堵漏仪的缺点是只模拟了单向加压泵送堵漏浆封堵漏层的效果，完全没有考虑漏层环向压力及承压堵漏完成泄压以后反向地层压力对封堵层的影响，与现场作业的实际情况相差甚远且可重复性差，用这一类堵漏仪进行实验得出的实验数据与现场实际堵漏情况有差距，参考价值较小。

发明内容：

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种模拟漏层温压系统的堵漏仪，不但可以更好的模拟地层不同漏失通道特征，还能高度还原原始地层温度以及井内钻井液液柱压力和地层压力间相互作用情况下的堵漏情况。

为了解决上述现有技术中所存在的问题，本发明采用了以下技术方案：

一种模拟漏层温压系统的堵漏仪，包括底座、环压泵、温控系统、双向压力控制系统、加热套、承压桶、减压接收器及浆杯，所述的环压泵、温控系统、双向压力控制系统分别以下、中、上的位置依次连接安装，所述的环压泵、温控系统与双向压力控制系统的另一侧设有加热套，加热套的内部设有承压桶，承压桶底侧设有堵漏装置，堵漏装置通过第二三通阀与减压接收器连接，减压接收器的底部还连接有浆杯，所述的承压桶上端通过第一三通阀与第一输气管连接，第一输气管与第二输气管连接，第二输气管与第一气源连接，所述的第二三通阀与第三输气管连接，第三输气管直接连接第二气源，堵漏装置通过联通阀与第四输气管连接，第四输气管与环压泵连接，所述的环压泵、温控系统、双向压力控制系统、加热套、承压桶、减压接收器及浆杯均安装在底座上。

所述的承压桶包括浆桶及温度传感器，所述的浆桶上部设有上密封头，上密封头上设有第一三通阀，上密封头与浆桶的连接处设有第一O型圈，通过上压帽将上密封头扣压到浆桶顶端，所述的浆桶的底部设有堵漏装置，所述的堵漏装置与上密封头之间的浆桶内部设有温度传感器，温度传感器一端与上密封头连接，另一端伸向堵漏装置方向。

所述的堵漏装置，包括第一筛网、漏层模块、胶皮套、环压釜体、第二筛网及下密封头，所述的环压釜体通过下压帽连接在浆桶的底侧，所述的环压釜体的上端设有第一筛网，下端设有第二筛网，所述环压釜体内部有胶皮套，胶皮套包裹漏层模块，所述的第一筛网与环压釜体的连接处设有第二O型圈，第二筛网与环压釜体的连接处设有第三O型圈，所述的环压釜体的底部设有下密封头。

所述漏层模块可分别为不同粒径的砂子、人造裂缝岩心、天然裂缝岩心等组成。

所述环压泵上设有压力显示窗和压力控制器。

所述温控系统有电源开关、预设温度调节器。

所述的承压桶内设有温度显示窗口。

所述双向压力控制系统有压力表、下调压阀及上调压阀。

本发明具有以下有益效果：本发明所模拟漏层温压系统堵漏仪，首先其模拟漏层的实验模块具有多种选择，可根据研究需要选择适宜的模块模拟不同漏速或不同漏失类型的漏层，可对堵漏材料进行综合评价。其次，实验仪可根据实验需要对堵漏浆进行加热温控，能够在带温情况下评价堵漏材料的堵漏性能及承压能力，为堵漏材料种类的优选提供依据。再次，该试验仪具有三套压力系统，除常规的在堵漏浆上部加压挤堵并测试其堵漏承压能力外，还增加了环向加压和漏层底部加压，环向加压用于配合控制漏失通道特征及漏失孔隙大小并保证同一粒径砂床实验的可重复性，漏层底部加压用于模拟堵漏完成泄压以后反向地层压力对封堵层的影响，能更加准确的测试堵漏浆对漏层的封堵效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的承压桶纵向剖切结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。如图1和2所示：一种模拟漏层温压系统的堵漏仪，包括底座1、环压泵2、温控系统3、双向压力控制系统4、加热套8、承压桶9、减压接收器14及浆杯15，所述的环压泵2、温控系统3、双向压力控制系统4分别以下、中、上的位置依次连接安装，所述的环压泵2、温控系统3与双向压力控制系统4的另一侧设有加热套8，加热套8的内部设有承压桶9，承压桶9底侧设有堵漏装置，堵漏装置通过第二三通阀13与减压接收器14连接，减压接收器14的底部还连接有浆杯15，所述的承压桶9上端通过第一三通阀7与第一输气管6连接，第一输气管6与第二输气管5连接，第二输气管5与第一气源连接，所述的第二三通阀13与第三输气管12连接，第三输气管12与第二气源直接连接，是在堵漏成功以后关闭上方的第一气源，才能将第三输气管12与第二气源的连接开通，给封堵层一个反向气压，模拟返吐现象。

堵漏装置通过联通阀11与第四输气管10连接，第四输气管10与环压泵2连接，所述的环压泵2、温控系统3、双向压力控制系统4、加热套8、承压桶9、减压接收器14及浆杯15均安装在底座1上。

所述的承压桶9包括浆桶9-5及温度传感器9-4，所述的浆桶9-5上部设有上密封头9-1，上密封头9-1上设有第一三通阀7，上密封头9-1与浆桶9-5的连接处设有第一O型圈9-3，通过上压帽9-2将上密封头9-1扣压到浆桶9-5顶端，达到密封浆桶9-5的作用，所述的浆桶9-5的底部设有堵漏装置，所述的堵漏装置与上密封头9-1之间的浆桶9-5内部设有温度传感器9-4，温度传感器9-4一端与上密封头9-1连接，另一端伸向堵漏装置方向，用于直接显示浆桶9-5内部的堵漏浆温度。

所述的堵漏装置，包括第一筛网9-6、漏层模块9-10、胶皮套9-11、环压釜体9-12、第二筛网9-13及下密封头9-15，所述的环压釜体9-12通过下压帽9-8连接在浆桶9-5的底侧，所述的环压釜体9-12的上端设有第一筛网9-6，下端设有第二筛网9-13，所述环压釜体9-12内部有胶皮套9-11，胶皮套9-11包裹漏层模块9-10，通过环压釜体9-12施加环向压力控制漏层漏失通道孔隙大小，所述的第一筛网9-6与环压釜体9-12的连接处设有第二O型圈9-7，第二筛网9-13与环压釜体9-12的连接处设有第三O型圈9-14，所述的环压釜体9-12的底部设有下密封头9-15。

所述漏层模块9-10可分别为不同粒径的砂子、人造裂缝岩心、天然裂缝岩心等组成。

所述的环压泵2通过第四输气管10与联通阀11相连，为漏层模块9-4提供环向压力。

所述环压泵2上设有压力显示窗2-1和压力控制器2-2。

所述温控系统3有电源开关3-1、预设温度调节器3-2。

所述的承压桶9内设有温度显示窗口3-3。

所述双向压力控制系统4有压力表4-1、下调压阀4-2及上调压阀4-3。

所述的减压接收器14为滤失后堵漏浆缓冲装置，堵漏浆经减压接收器14缓冲泄压后进入浆杯15。

应用实例：如下实例评价了180℃条件下堵漏浆形成封堵层的承压能力。

1)选用4-10mm的砂子填充漏层模块9-10，通过环压泵2向联通阀11加环压7MPa，向浆桶9-5中注入配置好的堵漏浆，封好上密封头9-1；

2)通过温控系统3中的预设温度调节器3-2将温度设置到180℃，温度传感器9-4监控浆桶9-5中的堵漏浆温度，通过温度显示窗口3-3观察实测加热温度；

3)达到180℃的加热温度后，打开双向压力控制系统4中的上调压阀4-3至1MPa，并打开三通阀13用于观察堵漏浆漏失情况在能稳住压力情况下逐渐加压至6MPa(根据实验需要而定，每次加压0.5-1MPa，稳压后重复此动作)；

4)承压6MPa稳压后记录浆杯15中滤失堵漏浆的量，关闭上调压阀4-3、三通阀13，打开第一三通阀7进行泄压，同时并打开下调压阀4-2，每次加压0.5-1MPa，在第一三通阀7无明显出气显示的情况下逐渐加压至3MPa(根据实验需要而定)；

5)承压3MPa稳压后，关闭下调压阀4-2、第一三通阀7，接着打开三通阀13，同时并打开上调压阀4-3，每次加压0.5-1MPa，在能稳住压力情况下逐渐加压至6MPa(根据实验需要而定)测试封堵层在经过反向压力情况后是否还具有较高的承压能力。

实施例中漏层模块填充材料、温度、环向压力P_环、上部承压P_上和反向承压P_下等技术参数都可根据实验需要调整，但必须满足P_环＞P_上＞P_下。

以上为本发明的一种较优选的应用实施例，本发明还可以根据实验需要，应用于不同温度条件下的堵漏浆形成封堵层的承压能力评价。

以上通过示例描述，但本发明并不限于上述公开的特定形式，应当理解到，本领域的技术人员对本发明技术方案的所有变形或者替换，均不脱离本发明技术方案的精神和保护范围。

Claims (8)

1.一种模拟漏层温压系统的堵漏仪，其特征在于：包括底座(1)、环压泵(2)、温控系统(3)、双向压力控制系统(4)、加热套(8)、承压桶(9)、减压接收器(14)及浆杯(15)，所述的环压泵(2)、温控系统(3)、双向压力控制系统(4)分别以下、中、上的位置依次连接安装，所述的环压泵(2)、温控系统(3)与双向压力控制系统(4)的另一侧设有加热套(8)，加热套(8)的内部设有承压桶(9)，承压桶(9)底侧设有堵漏装置，堵漏装置通过第二三通阀(13)与减压接收器(14)连接，减压接收器(14)的底部还连接有浆杯(15)，所述的承压桶(9)上端通过第一三通阀(7)与第一输气管(6)连接，第一输气管(6)与第二输气管(5)连接，第二输气管(5)与第一气源连接，所述的第二三通阀(13)与第三输气管(12)连接，第三输气管(12)与第二气源直接连接，堵漏装置通过联通阀(11)与第四输气管(10)连接，第四输气管(10)与环压泵(2)连接，所述的环压泵(2)、温控系统(3)、双向压力控制系统(4)、加热套(8)、承压桶(9)、减压接收器(14)及浆杯(15)均安装在底座(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种模拟漏层温压系统的堵漏仪，其特征在于：所述的承压桶(9)包括浆桶(9-5)及温度传感器(9-4)，所述的浆桶(9-5)上部设有上密封头(9-1)，上密封头(9-1)上设有第一三通阀(7)，上密封头(9-1)与浆桶(9-5)的连接处设有第一O型圈(9-3)，通过上压帽(9-2)将上密封头(9-1)扣压到浆桶(9-5)顶端，所述的浆桶(9-5)的底部设有堵漏装置，所述的堵漏装置与上密封头(9-1)之间的浆桶(9-5)内部设有温度传感器(9-4)，温度传感器(9-4)一端与上密封头(9-1)连接，另一端伸向堵漏装置方向。

3.根据权利要求1或2所述的一种模拟漏层温压系统的堵漏仪，其特征在于：所述的堵漏装置，包括第一筛网(9-6)、漏层模块(9-10)、胶皮套(9-11)、环压釜体(9-12)、第二筛网(9-13)及下密封头(9-15)，所述的环压釜体(9-12)通过下压帽(9-8)连接在浆桶(9-5)的底侧，所述的环压釜体(9-12)的上端设有第一筛网(9-6)，下端设有第二筛网(9-13)，所述环压釜体(9-12)内部有胶皮套(9-11)，胶皮套(9-11)包裹漏层模块(9-10)，所述的第一筛网(9-6)与环压釜体(9-12)的连接处设有第二O型圈(9-7)，第二筛网(9-13)与环压釜体(9-12)的连接处设有第三O型圈(9-14)，所述的环压釜体(9-12)的底部设有下密封头(9-15)。

4.根据权利要求3所述的一种模拟漏层温压系统的堵漏仪，其特征在于：所述漏层模块(9-10)可分别为不同粒径的砂子、人造裂缝岩心、天然裂缝岩心等组成。

5.根据权利要求1所述的一种模拟漏层温压系统的堵漏仪，其特征在于：所述环压泵(2)上设有压力显示窗(2-1)和压力控制器(2-2)。

6.根据权利要求1所述的一种模拟漏层温压系统的堵漏仪，其特征在于：所述温控系统(3)有电源开关(3-1)、预设温度调节器(3-2)。

7.根据权利要求1所述的一种模拟漏层温压系统的堵漏仪，其特征在于：所述的承压桶(9)内设有温度显示窗口(3-3)。

8.根据权利要求1所述的一种模拟漏层温压系统的堵漏仪，其特征在于：所述双向压力控制系统(4)有压力表(4-1)、下调压阀(4-2)及上调压阀(4-3)。