CN114541991B - 钻井溢流实验模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钻井溢流实验模拟装置，包括洗井液循环单元、检测单元和压力流体输入单元，洗井液循环单元包括模拟管道、液体循环罐和驱动泵，液体循环罐和模拟管道连通，驱动泵连接在模拟管道中，以驱动模拟洗井液在液体循环罐和模拟管道之间循环流动；压力流体输入单元和模拟管道连通，用于向模拟管道内通入压力流体，检测单元包括液面检测仪、压力传感器和处理器，液面检测仪用于检测液体循环罐中的液面状态，压力传感器以检测模拟管道内的压力状态，液面检测仪和压力传感器均和处理器电连接，处理器根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线，本发明能够建立准确的溢流预警模型，提高安全性。

Description

钻井溢流实验模拟装置

技术领域

本发明涉及油田开采技术领域，尤其涉及一种钻井溢流实验模拟装置。

背景技术

随着石油勘探开发向深部复杂地层发展，窄密度窗口钻井安全问题愈发显著，钻井风险，特别是溢流发生频繁，井控的要求也随之增高，溢流是指所钻井的地层压力大于井底压力时，地层压力迫使地层流体进入井内造成井口返出的钻井液量大于泵入量，停泵后井口钻井液自动外溢的现象，因此对溢流风险的及时预警就显得至关重要。溢流的严重程度主要取决于地层的孔隙度、渗透率和负压差值的大小。地层孔隙度、渗透率越高，负压差值越大，则溢流就越严重。溢流是井涌和井喷的前兆，及早的发现溢流，就会避免井涌或井喷造成的严重危害，保障人员和设备安全。

现有技术中，普遍做法是充分利用区域邻井资料进行数据分析，对得到的区域邻井资料数据进行初步整理，筛选出有需要的数据，在进行数据比对，根据最终的比对信息，建立合适的算法模型实现快速、准确的钻井溢流智能预警。

但现有技术中，由于钻井数据受到监测设备和复杂钻井环境的影响，会产生很大的数据误差和遗漏数据，钻井数据质量较差，难以建立准确的溢流预警模型，对溢流预警结果产生偏差。

发明内容

本发明实施例提供一种钻井溢流实验模拟装置，提高安全性。

本发明提供一种钻井溢流实验模拟装置，包括洗井液循环单元、检测单元和压力流体输入单元，洗井液循环单元包括模拟管道、液体循环罐和驱动泵，液体循环罐和模拟管道连通，驱动泵连接在模拟管道中，以驱动模拟洗井液在液体循环罐和模拟管道之间循环流动，具体的，洗井液循环单元用于模拟钻井过程中的钻井液循环，驱动泵为离心式水泵，相当于实际生产中的钻井液输送泵，为钻井液循环动力，液体循环罐模拟实际钻井过程中的独立循环罐；压力流体输入单元和模拟管道连通，用于向模拟管道内通入压力流体，检测单元包括液面检测仪、压力传感器和处理器，液面检测仪设置在液体循环罐中，并用于检测液体循环罐中的液面状态，压力传感器设置在模拟管道中，以检测模拟管道内的压力状态，液面检测仪和压力传感器均和处理器电连接，处理器用于根据液面状态和压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线，具体的，压力流体输入单元向模拟管道内通入压力流体，压力流体通过模拟管道最终流入液体循环罐中，此时，液面检测仪检测液体循环罐中的液面状态，压力传感器检测模拟管道内的压力状态，最终，处理器根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线，以此达到实验目的，建立准确的溢流预警模型，提高井控安全，指导后续的安全生产。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，模拟管道包括U形管，U形管的第一端和驱动泵的出液口连通，U形管的第二端与液体循环罐的入口连通；液体循环罐的出口和驱动泵的进液口连通。具体的，液体循环罐的入口与U形管的第二端连通，液体循环罐的出口与驱动泵的进液口连通，驱动泵的出液口与U形管的第一端连通，以此使得压力流体形成单向流向。整个循环过程，主要是在驱动泵作用下，钻井液由液体循环罐出来，流经U型管，最终再流回液体循环罐，便于处理器根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，压力传感器为两个，且分别设置在U形管两端。具体的，压力传感器为两个，一个设置在U形管第一端，另一个设置在U形管的第二端，当发现溢流关井后，可以通过设置在U形管第一端的压力传感器和设置在U形管第二端的压力传感器同时记录不同时间下的立压和套压变化规律。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，U形管的中段设置有止逆阀。具体的，止逆阀模拟钻具底部的浮阀，防止钻井液倒流，使得钻井液保持单向流向。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，压力流体输入单元包括压力气体输入组件和压力液体输入组件；压力气体输入组件和U形管连通，以用于向U形管内输入压力气体；压力液体输入组件和U形管连通，以用于向U形管内输入压力液体。具体的，在进行模拟高压气体进入井筒的实验，压力气体输入组件和U形管连通，压力气体输入组件中的压力气体通过U形管进入到液体循环罐中，此时通过液面检测仪检测液体循环罐中的液面状态，压力传感器检测模拟管道内的压力状态，最终，处理器根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线，以此达到实验目的。同理，在进行模拟高压液体进入井筒的实验，压力液体输入组件和U形管连通，压力液体输入组件中的压力液体通过U形管进入到液体循环罐中，此时通过液面检测仪检测液体循环罐中的液面状态，压力传感器检测模拟管道内的压力状态，最终，处理器根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线，以此达到实验目的。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，压力气体输入组件包括第一输入管道和压力气源，第一输入管道连接在U形管和压力气源之间。具体的，第一输入管一端与U形管连通，另一端与压力气源连通，作用在于方便将压力气源中的压力气体通过第一输入管运输到U形管中，从而通过U形管最终进入到液体循环罐中。第一输入管道和压力气源的设置，可以实现模拟高压气体进入钻井中，该压力气源可以是高压气罐提供，提供的高压气体可以是根据所要模拟的物质进行设置，例如可以是天然气，进而可以模拟降低环空液柱压力，液体循环罐液面急速增加的情况。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，压力气体输入组件还包括在第一输入管道上设置的至少两个第一阀门以及至少一个第一压力表，第一压力表均设置在相邻两个第一阀门之间，第一压力表用于测量第一输入管道内的气体压力。具体的，当模拟高压气体进入井筒，打开靠近压力气源的第一阀门，通过观察第一压力表的变化，检查高压气体压力值是否正常，正常后，依次打开设置在第一输入管道上的其他第一阀门，观察压力气源中的气体明显进入U型管，则一直保持第一阀门开度或者做出相应的调节，进而进行模拟高压气体进入井筒的实验。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，压力液体输入组件包括第二输入管道、恒压供液装置和液体容器，第二输入管道连接在U形管和液体容器之间，且恒压供液装置设置于第二输入管道上，用于让液体容器向U形管提供恒定压力的液体。具体的，第二输入管道的一端与U形管连通，另一端与液体容器连通，恒压供液装置设置在第二输入管道与液体容器之间，液体容器中的液体流入恒压供液装置中，通过恒压供液装置压力设置，可以向U形管提供恒定压力的液体。

具体的，液体容器存储石油、盐水和地层水等，用于模拟钻井过程中遇到的地层含有的高压流体，进而可以模拟地层中的液体不断的涌入井筒，改变钻井液密度的情况。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，压力液体输入组件还包括设置在第二输入管道上的第二阀门、第二压力表和第三阀门，第二阀门、第二压力表和第三阀门依次设置在U形管和恒压供液装置之间，第二压力表用于测量第二输入管道内的液体压力。具体的，第二阀门和第三阀门的设置，可以在需要使用压力液体进入U型管中，模拟高压液体进入钻井情况时，先关闭第二阀门，打开第三阀门，然后观察第二压力表的数值，检验下液体容器输出的高压液体是否满足模拟实验的压力，并且可以通过恒压供液装置对液体的压力进行控制。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，模拟管道和液体循环罐的至少一者为透明件。具体的，为了更加直观的模拟溢流情况，可以将U型管设置为透明管体，将液体循环罐设置为透明罐体，且在罐体上设置刻度线。

本发明提供的钻井溢流实验模拟装置，包括洗井液循环单元、检测单元和压力流体输入单元，洗井液循环单元包括模拟管道、液体循环罐和驱动泵，液体循环罐和模拟管道连通，驱动泵连接在模拟管道中，以驱动模拟洗井液在液体循环罐和模拟管道之间循环流动，具体的，洗井液循环单元用于模拟钻井过程中的钻井液循环，驱动泵为离心式水泵，相当于实际生产中的钻井液输送泵，为钻井液循环动力，液体循环罐模拟实际钻井过程中的独立循环罐；压力流体输入单元和模拟管道连通，用于向模拟管道内通入压力流体，检测单元包括液面检测仪、压力传感器和处理器，液面检测仪设置在液体循环罐中，并用于检测液体循环罐中的液面状态，压力传感器设置在模拟管道中，以检测模拟管道内的压力状态，液面检测仪和压力传感器均和处理器电连接，处理器用于根据液面状态和压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线，具体的，压力流体输入单元向模拟管道内通入压力流体，压力流体通过模拟管道最终流入液体循环罐中，此时，液面检测仪检测液体循环罐中的液面状态，压力传感器检测模拟管道内的压力状态，最终，处理器根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线，以此达到实验目的，建立准确的溢流预警模型，提高井控安全，指导后续的安全生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的钻井溢流实验模拟装置的结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的钻井溢流实验模拟装置的结构示意图；

图3为本申请实施例三提供的钻井溢流实验模拟装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的压力流体单元结构示意图；

图5为本申请实施例提供的钻井溢流实验模拟装置的原理示意图。

附图标记：

1-洗井液循环单元；11-模拟管道；111-U形管；112-第四阀门；113-第五阀门；12-液体循环罐；13-驱动泵；2-检测单元；21-液面检测仪；22-压力传感器；23-处理器；3-压力流体输入单元；31-压力气体输入组件；311-第一输入管道；312-压力气源；313-第一阀门；314-第一压力表；32-压力液体输入组件；321-第二输入管道；322-恒压供液装置；323-液体容器；324-第二阀门；325-第二压力表；326-第三阀门；4-止逆阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于方便描述不同的部件,而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

下面将结合附图详细的对本发明的内容进行描述，以使本领域技术人员能够更加清楚详细的了解本发明的内容。

实施例一

图1为本申请实施例提供的钻井溢流实验模拟装置的结构示意图。如图1所示，本发明提供一种钻井溢流实验模拟装置，包括洗井液循环单元1、检测单元2和压力流体输入单元3，洗井液循环单元1包括模拟管道、液体循环罐12和驱动泵13，液体循环罐12和模拟管道连通，驱动泵13连接在模拟管道中，以驱动模拟洗井液在液体循环罐12和模拟管道之间循环流动，具体的，洗井液循环单元1用于模拟钻井过程中的钻井液循环，驱动泵13为离心式水泵，相当于实际生产中的钻井液输送泵，为钻井液循环动力，液体循环罐12模拟实际钻井过程中的独立循环罐；压力流体输入单元3和模拟管道连通，用于向模拟管道内通入压力流体，检测单元2包括液面检测仪21、压力传感器22和处理器23，液面检测仪21设置在液体循环罐12中，并用于检测液体循环罐12中的液面状态，压力传感器22设置在模拟管道中，以检测模拟管道内的压力状态，液面检测仪21和压力传感器22均和处理器23电连接，处理器23用于根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线，具体的，压力流体输入单元3向模拟管道内通入压力流体，压力流体通过模拟管道最终流入液体循环罐12中，此时，液面检测仪21检测液体循环罐12中的液面状态，压力传感器22检测模拟管道内的压力状态，最终，处理器23根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线，以此达到实验目的，建立准确的溢流预警模型，提高井控安全，指导后续的安全生产。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，模拟管道包括U形管111，U形管111的第一端和驱动泵13的出液口连通，U形管111的第二端与液体循环罐12的入口连通；液体循环罐12的出口和驱动泵13的进液口连通。具体的，液体循环罐12的入口与U形管111的第二端连通，液体循环罐12的出口与驱动泵13的进液口连通，驱动泵13的出液口与U形管111的第一端连通，以此使得压力流体形成单向流向。整个循环过程，主要是在驱动泵13作用下，钻井液由液体循环罐12出来，流经U型管，最终再流回液体循环罐12，便于处理器23根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，压力传感器22为两个，且分别设置在U形管111两端。具体的，压力传感器22为两个，一个设置在U形管111第一端，另一个设置在U形管111的第二端，当发现溢流关井后，可以通过设置在U形管111第一端的压力传感器22和设置在U形管111第二端的压力传感器22同时记录不同时间下的立压和套压变化规律。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，U形管111的中段设置有止逆阀4。具体的，止逆阀4模拟钻具底部的浮阀，防止钻井液倒流，使得钻井液保持单向流向。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，图4为本申请实施例提供的压力流体单元结构示意图，如图4所示，压力流体输入单元3包括压力气体输入组件31和压力液体输入组件32；压力气体输入组件31和U形管111连通，以用于向U形管111内输入压力气体；压力液体输入组件32和U形管111连通，以用于向U形管111内输入压力液体。具体的，在进行模拟高压气体进入井筒的实验，压力气体输入组件31和U形管111连通，压力气体输入组件31中的压力气体通过U形管111进入到液体循环罐12中，此时通过液面检测仪21检测液体循环罐12中的液面状态，压力传感器22检测模拟管道内的压力状态，最终，处理器23根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线，以此达到实验目的。同理，在进行模拟高压液体进入井筒的实验，压力液体输入组件32和U形管111连通，压力液体输入组件32中的压力液体通过U形管111进入到液体循环罐12中，此时通过液面检测仪21检测液体循环罐12中的液面状态，压力传感器22检测模拟管道内的压力状态，最终，处理器23根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的压力值，待15分钟以上压力稳定后，根据处理器23上的压力值，得到立压变化曲线；同理，处理器23根据液体循环罐12返出的钻井液的压力值，待15分钟以上压力稳定后，根据处理器23上的压力值，得到套压变化曲线，以此达到实验目的。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，压力气体输入组件31包括第一输入管道311和压力气源312，第一输入管道311连接在U形管111和压力气源312之间。具体的，第一输入管一端与U形管111连通，另一端与压力气源312连通，作用在于方便将压力气源312中的压力气体通过第一输入管运输到U形管111中，从而通过U形管111最终进入到液体循环罐12中。第一输入管道311和压力气源312的设置，可以实现模拟高压气体进入钻井中，该压力气源312可以是高压气罐提供，提供的高压气体可以是根据所要模拟的物质进行设置，例如可以是天然气，进而可以模拟降低环空液柱压力，液体循环罐12液面急速增加的情况。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，压力气体输入组件31还包括在第一输入管道311上设置的至少两个第一阀门313以及至少一个第一压力表314，第一压力表314均设置在相邻两个第一阀门313之间，第一压力表314用于测量第一输入管道311内的气体压力。具体的，当模拟高压气体进入井筒，打开靠近压力气源312的第一阀门313，通过观察第一压力表314的变化，检查高压气体压力值是否正常，正常后，依次打开设置在第一输入管道311上设置的其他第一阀门313，观察压力气源312中的气体明显进入U型管，则一直保持第一阀门313开度或者做出相应的调节，进而进行模拟高压气体进入井筒的实验。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，压力液体输入组件32包括第二输入管道321、恒压供液装置322和液体容器323，第二输入管道321连接在U形管111和液体容器323之间，且恒压供液装置322设置于第二输入管道321上，用于让液体容器323向U形管111提供恒定压力的液体。具体的，第二输入管道321的一端与U形管111连通，另一端与液体容器323连通，恒压供液装置322设置在第二输入管道321与液体容器323之间，液体容器323中的液体流入恒压供液装置322中，通过恒压供液装置322压力设置，可以向U形管111提供恒定压力的液体。

具体的，液体容器323存储石油、盐水和地层水等，用于模拟钻井过程中遇到的地层含有的高压流体，进而可以模拟地层中的液体不断的涌入井筒，改变钻井液密度的情况。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，压力液体输入组件32还包括设置在第二输入管道321上的第二阀门324、第二压力表325和第三阀门326，第二阀门324、第二压力表325和第三阀门326依次设置在U形管111和恒压供液装置322之间，第二压力表325用于测量第二输入管道321内的液体压力。具体的，第二阀门324和第三阀门326的设置，可以在需要使用压力液体进入U型管中，模拟高压液体进入钻井情况时，先关闭第二阀门324，打开第三阀门326，然后观察第二压力表325的数值，检验下液体容器323输出的高压液体是否满足模拟实验的压力，并且可以通过恒压供液装置322对液体的压力进行控制。

如上述的钻井溢流实验模拟装置，可选的，模拟管道和液体循环罐12的至少一者为透明件。具体的，为了更加直观的模拟溢流情况，在一些实施例中，可以将U型管设置为透明管体，将液体循环罐12设置为透明罐体，且在罐体上设置刻度线。

具体的，在模拟管道11上设置第四阀门112以及第五阀门113，第四阀门112位于U型管111右侧，且位于右侧压力传感器22和液体循环罐12之间，第五阀门113位于U型管111左侧，且位于左侧压力传感器22和驱动泵13之间。

图5为本申请实施例提供的钻井溢流实验模拟装置的原理示意图，如图5所示，具体的，本发明实施例提供的钻井溢流室内模拟实验装置的使用方式为：

第一步，确定溢流工况，本发明可以模拟正常钻井和静止观察条件下地层流体侵入井筒引起溢流情况。

第二步，确定侵入井筒钻井液流体类型。即选择合适的侵入液体，并将选择好的液体放置在液体容器323中，若是气体则需要准备好合适的气源，即准备好高压气瓶。

第三步，将液体循环罐12注入足够体积的液体，能够保持正常循环。

第四步，检查多个第一阀门313、第二阀门324、第三阀门326以及第四阀门112以及第五阀门113。

第五步，打开处理器23即计算机，校准好液面检测仪21，设置好液面报警提示值。

第六步，打开电源以及驱动泵13，保持液体循环罐12钻井液正常循环。

第七步，打开已确定侵入井筒液体类型通道打开，另一条通道关闭。例如模拟高压气侵过程，关闭第二阀门324，打开靠近压力气源312的第一阀门313，检查气源的气体压力，即检查高压气瓶压力值是否正常，正常后，依次打开设置在第一输入管道311上的其他第一阀门313，观察压力气源312中的气体明显进入U型管111，则一直保持第一阀门313开度或者做出相应的调节。

若确定入侵井筒液体类型为液体，则关闭设置在第一输入管道311上靠近U型管111的第一阀门313，相当于关闭了高压气体的通道，开启第三阀门326，检验液体压力是否满足需要，直至通过调整恒压供液装置322使液体的压力满足需要，开启第二阀门321，使预定压力的液体进入U型管111。

第八步，待液面检测仪21开始报警，马上关闭第四阀门112，用计算机记录套压值。此时由于止逆阀4为单流阀，U型管111右侧压力逐渐增加，右边的压力传感器22数值增加，逐渐趋于稳定。处理器23根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线。

第九步，确定求取关井立压方法，主要有循环法和不循环法，然后根据不同方法采取不同操作。以不循环法举例，开启驱动泵13，缓慢打开第五阀门113，循环钻井液，待冲开止逆阀4时关第五阀门113，关闭泥浆泵，记录下整个立压变化过程。

本发明提供一种钻井溢流实验模拟装置，包括洗井液循环单元1、检测单元2和压力流体输入单元3，洗井液循环单元1包括模拟管道、液体循环罐12和驱动泵13，液体循环罐12和模拟管道连通，驱动泵13连接在模拟管道中，以驱动模拟洗井液在液体循环罐12和模拟管道之间循环流动，具体的，洗井液循环单元1用于模拟钻井过程中的钻井液循环，驱动泵13为离心式水泵，相当于实际生产中的钻井液输送泵，为钻井液循环动力，液体循环罐12模拟实际钻井过程中的独立循环罐；压力流体输入单元3和模拟管道连通，用于向模拟管道内通入压力流体，检测单元2包括液面检测仪21、压力传感器22和处理器23，液面检测仪21设置在液体循环罐12中，并用于检测液体循环罐12中的液面状态，压力传感器22设置在模拟管道中，以检测模拟管道内的压力状态，液面检测仪21和压力传感器22均和处理器23电连接，处理器23用于根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线，具体的，压力流体输入单元3向模拟管道内通入压力流体，压力流体通过模拟管道最终流入液体循环罐12中，此时，液面检测仪21检测液体循环罐12中的液面状态，压力传感器22检测模拟管道内的压力状态，最终，处理器23根据液面状态获得体积变化，根据压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线，以此达到实验目的，建立准确的溢流预警模型，提高井控安全，指导后续的安全生产。

实施例二

图2为本申请实施例提供的钻井溢流实验模拟装置的结构示意图，如图2所示，在实施例一的基础上，压力气体输入组件31还包括在第一输入管道311上设置的第一阀门313以及第一压力表314，第一压力表314设置在第一阀门313左端，第一压力表314用于测量第一输入管道311内的气体压力。具体的，在实施例一的基础上，改变了第一阀门313以及第一压力表314的数量，只设置一个第一阀门313以及第一压力表314，当模拟高压气体进入井筒，打开第一阀门313，通过观察第一压力表314的变化，检查高压气体压力值是否正常，正常后，观察压力气源312中的气体明显进入U型管，则一直保持第一阀门313开度或者做出相应的调节，进而进行模拟高压气体进入井筒的实验。

实施例三

图3为本申请实施例提供的钻井溢流实验模拟装置的结构示意图，可选的，如图3所示，压力气源312改用为驱动泵。在实施例一的基础上，可同时模拟高压液体以及气体进入井筒的实验，先关闭第二阀门324，打开第三阀门326，观察第二压力表325的数值，检验下液体容器323输出的高压液体是否满足模拟实验的压力，待正常后，此时，打开靠近压力气源312的第一阀门313，通过观察第一压力表314的变化，检查高压气体压力值是否正常，正常后，依次打开设置在第一输入管道311上设置的其他第一阀门313，观察压力气源312中的气体明显进入U型管，则一直保持第一阀门313开度或者做出相应的调节，进而同时模拟高压液体以及气体进入井筒的实验。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种钻井溢流实验模拟装置，其特征在于，包括洗井液循环单元、检测单元和压力流体输入单元，所述洗井液循环单元包括模拟管道、液体循环罐和驱动泵，所述液体循环罐和所述模拟管道连通，所述驱动泵连接在所述模拟管道中，以驱动模拟洗井液在所述液体循环罐和所述模拟管道之间循环流动；

所述压力流体输入单元和所述模拟管道连通，用于向所述模拟管道内通入压力流体，所述检测单元包括液面检测仪、压力传感器和处理器，所述液面检测仪设置在所述液体循环罐中，并用于检测所述液体循环罐中的液面状态，所述压力传感器设置在所述模拟管道中，以检测所述模拟管道内的压力状态，所述液面检测仪和所述压力传感器均和所述处理器电连接，所述处理器用于根据所述液面状态和所述压力状态获得钻井液的立压和套压的变化曲线；

所述模拟管道包括U形管，所述U形管的第一端和所述驱动泵的出液口连通，所述U形管的第二端与所述液体循环罐的入口连通；所述液体循环罐的出口和所述驱动泵的进液口连通；

所述压力传感器为两个，且分别设置在所述U形管两端；

所述U形管的中段设置有止逆阀。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述压力流体输入单元包括压力气体输入组件和压力液体输入组件；所述压力气体输入组件和所述U形管连通，以用于向所述U形管内输入压力气体；所述压力液体输入组件和所述U形管连通，以用于向所述U形管内输入压力液体。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述压力气体输入组件包括第一输入管道和压力气源，所述第一输入管道连接在所述U形管和所述压力气源之间。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述压力气体输入组件还包括在所述第一输入管道上设置的至少两个第一阀门以及至少一个第一压力表，所述第一压力表均设置在相邻两个所述第一阀门之间，所述第一压力表用于测量所述第一输入管道内的气体压力。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述压力液体输入组件包括第二输入管道、恒压供液装置和液体容器，所述第二输入管道连接在所述U形管和所述液体容器之间，且所述恒压供液装置设置于所述第二输入管道上，用于让所述液体容器向所述U形管提供恒定压力的液体。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述压力液体输入组件还包括设置在所述第二输入管道上的第二阀门、第二压力表和第三阀门，所述第二阀门、所述第二压力表和所述第三阀门依次设置在所述U形管和所述恒压供液装置之间，所述第二压力表用于测量所述第二输入管道内的液体压力。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模拟管道和所述液体循环罐的至少一者为透明件。