CN205532594U - 一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置，它主要由基座、雾化泵、注气泵、储液室、釜体、围压入口、岩样、岩样内井壁、上覆压力入口、应变规、数据处理系统、电动液压泵、液压缸组成。所述电动液压泵、液压缸、上覆压力入口和围压入口用于模拟气体钻井井下岩石地层应力状态；雾化泵、注气泵和储液室用于模拟气体钻井地层出水后气体携带水在井眼中的循环；釜体、岩样和岩样内井壁用于模拟钻井井眼；应变规和数据处理系统用于实时监测岩样内井壁直径的变化情况。该装置能够模拟气体钻井中，不同地层条件下，钻遇出水地层后，井壁稳定性的变化。本实用新型结构简单，操作方便，能有效模拟评价气体钻井地层出水后不同井壁的稳定性。

Description

一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置

技术领域

本实用新型涉及石油与天然气气体钻井技术领域，更具体地涉及一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置。

背景技术

气体钻井技术相比常规泥浆钻井技术，它能够显著提高机械钻速，有效保护油气产层，增加油气产量，近年，在国内的应用十分广泛。但是当气体钻井钻遇出水地层后，井内循环压缩气体携带水向地面运移的过程中，水会侵入地层，引起井壁岩石力学特性发生改变，水敏性泥页岩水化膨胀后，容易出现井壁垮塌，导致卡钻等井下复杂事故。井壁岩石物理特性表现为强非均质性，地层出水量大小也不同，气体钻井钻遇多大的地层出水量才会导致井壁失稳，一直是一个难以界定的范围。所以，针对气体钻井地层出水导致井壁失稳问题，提出了一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置。

发明内容

本实用新型目的是为了：提供了一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置，主要由基座、雾化泵、注气泵、储液室、釜体、围压入口、岩样、岩样内井壁、上覆压力入口、应变规、数据处理系统、电动液压泵、液压缸组成。所述岩样固定在釜体内部，釜体下端安装于基座上；釜体上下两端设有上覆压力入口，中部设有围压入口，上覆压力入口、围压入口分别连接至液压缸和电动液压泵；雾化泵右端同时连接注气泵和储液室，左端与釜体下端连接；应变规安装于釜体内部，并与岩样内井壁接触，上端与数据处理系统相连。实验装置正常运作时，通过电动液压泵驱动液压缸，向釜体内的岩样施加上覆地层压力和围压来模拟真实地层条件，由注气泵和储液室分别向雾化泵内注入气体和液体，雾化泵内产生的雾状流体进入釜体内部，并与岩样内井壁接触后侵入岩样，使得岩样内井壁发生水化膨胀，雾化气体由釜体内流出后进入储液室回收，利用釜体内部安装的应变规实时监测岩样内井壁直径的变化情况，并将数据传输至数据处理系统，分析岩样内井壁直径变化情况，从而评价岩样井壁的稳定性。

本实用新型的优点：结构简单，操作方便，通过实验能有效评价气体钻井地层出水后不同井壁的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置的结构示意图。

图中：1.基座，2.雾化泵，3.注气泵，4.储液室，5.釜体，6.围压入口，7.岩样，8.岩样内井壁，9.上覆压力入口，10.应变规，11.数据处理系统，12-A～12-B.电动液压泵，13-A～13-B.液压缸。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置，主要由基座、雾化泵、注气泵、储液室、釜体、围压入口、岩样、岩样内井壁、上覆压力入口、应变规、数据处理系统、电动液压泵、液压缸组成。所述釜体5安装在基座1上，釜体5用于固定和密封岩样7，釜体5上下两端设有上覆压力入口9，中部设有围压入口6；电动液压泵12-A～12-B分别用于驱动液压缸13-A～13-B，向釜体5内的岩样7施加上覆地层压力和围压；注气泵3和储液室4分别用于向雾化泵2提供气体和液体，雾化泵2用于向釜体5内的岩样7提供雾状流体；应变规10用于监测岩样7水化膨胀过程中岩样内井壁8直径变化情况，数据处理系统11用于处理应变规10获取的数据。实验装置正常运作时，通过电动液压泵12-A～12-B分别驱动液压缸13-A～13-B，然后由上覆压力入口9和围压入口8分别向釜体5内的岩样7施加上覆地层压力和围压，由注气泵3和储液室4分别向雾化泵2内注入气体和液体，经雾化泵2产生的雾状流体进入釜体5内部的岩样7内，雾状流体与岩样内井壁8接触后侵入岩样7中，导致岩样内井壁8水化膨胀，直径发生改变，雾状流体由釜体内流出后进入储液室回收，利用应变规9实时监测岩样内井壁8的直径变化情况，并将数据传输至数据处理系统11，从而分析评价岩样7的井壁稳定性。

Claims (3)

1.一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置，主要由基座(1)、雾化泵(2)、注气泵(3)、储液室(4)、釜体(5)、围压入口(6)、岩样(7)、岩样内井壁(8)、上覆压力入口(9)、应变规(10)、数据处理系统(11)、电动液压泵(12-A～12-B)、液压缸(13-A～13-B)组成，其特征在于：所述岩样(7)固定在釜体(5)内部，釜体(5)下端安装于基座(1)上；釜体(5)上下两端设有上覆压力入口(9)，中部设有围压入口(6)；雾化泵(2)右端同时连接注气泵(3)和储液室(4)，左端与釜体(5)下端连接；应变规(10)安装于釜体(5)内部，并与岩样内井壁(8)接触，上端与数据处理系统(11)相连。

2.根据权利要求1所述的一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置，其特征在于：岩样(7)为中空圆柱体，直径为1m，高度为0.5m，内部小圆孔直径为215.9mm。

3.根据权利要求1所述的一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置，其特征在于：釜体(5)内部的应变规(10)总组数为4组，正常工作时，可以实时监测岩样内井壁(8)上8个直径点的变化数据。