CN203214052U - 一种地层裂缝模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种地层裂缝模拟装置，包括：主体，主体包括沿轴向设置的贯通的裂缝，以及若干从主体的外表面沿径向延伸到裂缝的传递孔。传递孔与裂缝的接合处形成防塞口，其用于与防塞件匹配连接。防塞件设有若干连通传递孔的筛孔，其可以有效地阻断裂缝中的堵漏浆的漏颗粒堵塞传递孔。其中，传递孔的外端与压力传感器相连，使得在裂缝内的堵漏浆的压力可以传递给计算机，然后再通过计算机准确地分析堵漏颗粒在裂缝内部运移规律。

Description

一种地层裂缝模拟装置

技术领域

本实用新型涉及油气钻井工程领域，尤其涉及一种地层裂缝模拟装置。

背景技术

在油气钻井工程领域中，井漏是钻井过程中普遍存在的、经常遇见的井内复杂工作情况，每年都会造成巨大的经济损失。因此，井漏问题会增加钻井的成本和制约勘探开发的速度。另外，该问题处理不当还会导致井内压力下降，影响正常钻井、引起井壁失稳、诱发地层流体涌入井筒并井喷。其中，井漏问题中裂缝性漏失是最为突出的，此类漏失多为恶性漏失。因此，引起了国内外相关人员的高度重视。

目前，在模拟评价裂缝性漏失的实验中，人们普遍采用人造带有裂缝的不锈钢模块，对其端面进行封堵评价，即为封门。然而，这种方法的缺点是在封堵实验中无法分析堵漏颗粒在裂缝内部的运移规律。因此，研究人员尝试采用较高的技术工艺和手段，从三维状态进行分析封堵机理。可是，该三维的分析方法成本较高，以至于难以推广应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种地层裂缝模拟装置，其不仅可以应用于分析堵漏颗粒在裂缝内部的运移规律，而且具有结构简单、加工方便和分析准确等优点，从而便于推广应用。

根据本实用新型提供一种地层裂缝模拟装置，包括：主体，包括沿轴向设置的贯通的裂缝，以及若干从主体的外表面沿径向延伸到裂缝的传递孔，其中，传递孔与裂缝的接合处形成防塞口，传递孔的外端用于与压力传感器相连；与防塞口匹配连接的防塞件，防塞件设有若干连通传递孔的筛孔。

在一个实施例中，防塞件的工作面与裂缝的表面齐平。

在一个实施例中，防塞口构造成喇叭口，而防塞件构造成与喇叭口相匹配的圆台形。

在一个实施例中，喇叭口的最大外径为8mm。

在一个实施例中，裂缝为楔形孔。

在一个实施例中，主体整体外形成圆柱体。

在一个实施例中，主体材料为不锈钢。

在一个实施例中，传递孔为直径等于1mm的圆形孔。

根据本实用新型的地层裂缝模拟装置的筛孔可以有效地阻断裂缝中的堵漏浆的漏颗粒堵塞传递孔，将堵漏浆的压力传递给传递孔。另外，由于该地层裂缝模拟装置的传递孔的外端与压力传感器相连，不仅可以避免将压力传感器的接触点植入在裂缝内，从而降低加工工艺以及生产成本，而且还可以有效地保证压力的传递，使计算机能够准确地分析堵漏颗粒在裂缝内部运移规律。

根据本实用新型的地层裂缝模拟装置的结构简单、加工方便和分析准确，适用于推广应用。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1显示了根据本实用新型的地层裂缝模拟装置的主体。

图2显示了根据本实用新型的地层裂缝模拟装置的防塞件的主视图。

图3显示了根据本实用新型的地层裂缝模拟装置的防塞件的侧视图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1显示了根据本实用新型的地层裂缝模拟装置100的主体1。该地层裂缝模拟装置100包括主体1，其大致为圆柱体。主体1包括沿轴向设置的贯通的裂缝4。为了更加真实地模拟地层裂缝，裂缝4优选为楔形孔。然而容易理解，该裂缝4开口的形状、尺寸也可根据具体需要进行选择性的加工。

根据本实用新型，在主体1的外表面设有若干沿径向延伸到裂缝4的传递孔2。传递孔2的外端与压力传感器（未示出）相连，其目的是将裂缝4中堵漏浆的压力传递给计算机，使得计算机可以准确地分析堵漏颗粒在裂缝内部运移规律。然而可以理解，这样的设计可避免将压力传感器的接触点植入在裂缝4内，从而有效地降低了加工工艺以及加工成本。为了更好地保证压力传递准确性，传递孔2优选为直径等于1mm的圆形孔。压力传感器为本技术领域的常用部件，在此不做详细描述。

为了避免堵漏颗粒堵塞传递孔2，传递孔2与裂缝4的接合处构造成防塞口3，其用于与防塞件5（见图2）匹配连接。当防塞件5与防塞口3匹配连接后，防塞件5的工作面8与裂缝的表面齐平，从而可以有效地保证裂缝4的结构完整性。在该实施例中，防塞口3构造成喇叭口，而防塞件5构造成与喇叭口相匹配的圆台形。这样设计的优点是加工方便、成本低廉，同时可以满足防塞要求。经过计算和大量实验验证，当喇叭口的最大外径为8mm时，其防塞效果最佳。

如图2和3显示了根据本实用新型的地层裂缝模拟装置100的防塞件5。防塞件5上设有若干连通传递孔2的筛孔7，筛孔7可以将堵漏浆的压力传递给传递孔2，同时还避免了堵漏颗粒堵塞传递孔2。

以下介绍根据本实用新型的地层裂缝模拟装置100的工作原理。在封堵实验时，堵漏浆在驱替压力的作用下进入该地层裂缝模拟装置100的裂缝4中，流动在裂缝4中的堵漏颗粒会流体运移、堆积，形成封堵层。在这期间筛孔7可以阻止堵漏颗粒堵塞传递孔2，并将堵漏浆的压力传递给传递孔2，传递孔2再将压力传递给压力传感器。最后压力传感器将检测到压力信息传递给计算机，由计算机分析出堵漏颗粒在裂缝4内部运移规律。

因此，利用根据本实用新型的地层裂缝模拟装置100可以准确地分析堵漏颗粒在裂缝4内部运移规律。另外，该地层裂缝模拟装置100的结构简单、加工方便和分析准确，适用于推广应用。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (8)

1.一种地层裂缝模拟装置，其特征在于，包括：

主体，所述主体包括沿轴向设置的贯通的裂缝，以及若干从所述主体的外表面沿径向延伸到所述裂缝的传递孔，其中，所述传递孔与所述裂缝的接合处形成防塞口，所述传递孔的外端用于与压力传感器相连；

与所述防塞口匹配连接的防塞件，所述防塞件设有若干连通所述传递孔的筛孔。

2.根据权利要求1所述的地层裂缝模拟装置，其特征在于，所述防塞件的工作面与裂缝的表面齐平。

3.根据权利要求1或2所述的地层裂缝模拟装置，其特征在于，所述防塞口构造成喇叭口，而所述防塞件构造成与喇叭口相匹配的圆台形。

4.根据权利要求3所述的地层裂缝模拟装置，其特征在于，所述喇叭口的最大外径为8mm。

5.根据权利要求1或2所述的地层裂缝模拟装置，其特征在于，所述裂缝为楔形孔。

6.根据权利要求1或2所述的地层裂缝模拟装置，其特征在于，所述主体整体外形成圆柱体。

7.根据权利要求1或2所述的地层裂缝模拟装置，其特征在于，所述主体材料为不锈钢。

8.根据权利要求1或2所述的地层裂缝模拟装置，其特征在于，所述传递孔为直径等于1mm的圆形孔。

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