CN206129262U - 一种气体钻井地层出水气体携水模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气体钻井地层出水气体携水模拟实验装置，它主要由注气泵、气体流量计、模拟钻杆、模拟井筒、储液罐、注液泵、液体流量计、高倍摄像机、数据处理系统组成。所述模拟井筒内部安装模拟钻杆，下端连接液体流量计、注液泵和储液罐，上端开口并通过排气管汇连接储液罐；模拟井筒、模拟钻杆材质为透明玻璃钢；气体由模拟钻杆底部进入模拟井筒环空并携带液体，气体携水由环空出口返回储液罐，高倍摄像机拍摄模拟井筒环空的气体携水流态，数据处理系统分析气体携水规律；通过注气泵、注液泵改变注气量或注液量，模拟不同工况下的气体携水实验。本实用新型的优点：利用可视化装置，能够观察模拟气体钻井井筒环空气体携水流态；调节出水量和注气量，可以定量分析气体携水的临界值。

Description

一种气体钻井地层出水气体携水模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及油气钻井中欠平衡钻井技术领域，更具体地涉及一种气体钻井地层出水气体携水模拟实验装置。

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。当地层出水时，水敏性岩屑遇水会发生水化，这样很容易发生钻头泥包、卡钻以及井眼堵卡等一系列问题。因此气体钻井时需要多大的注气量才能保证将岩屑和侵入井眼的地层水顺利携带至地面是一个很值得深入研究的问题。对于出水量较小的情况，现场可以采取增加注气量的方法予以处理；对于再大一点的出水量，可以采用雾化或者是不稳定泡沫的办法；对于更大的出水量就必须考虑转换为泡沫钻井或液基钻井。但是，究竟多大的出水量才需要转换钻井循环介质和钻井工艺，目前还没有明确定量的方法。因此，在气体钻井过程中对气体携水能力进行定量研究具有很重要的现场应用意义。针对气体钻井井筒中的气体携水运动流态及如何定量描述气体极限携水能力的问题，设计了一种气体钻井地层出水气体携水模拟实验装置。该装置可以模拟气体钻井地层出水实际工况，观察气体携水在井筒中的流动状态；调节不同注气量与出水量，可以定量分析气体的极限携水能力。

发明内容

本实用新型目的在于针对气体钻井井筒内的气体携水运动流态及如何定量描述气体极限携水能力的问题，提供一种气体钻井地层出水气体携水模拟实验装置。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种气体钻井地层出水气体携水模拟实验装置，主要由注气泵、气体流量计、模拟钻杆、模拟井筒、储液罐、注液泵、液体流量计、排气口、加料口、高倍摄像机、数据处理系统、偏心调节器、排液口组成；所述模拟井筒内部安装模拟钻杆，模拟井筒下端连接液体流量计、注液泵和储液罐，上端开口并通过排气管汇连接储液罐；模拟井筒底部设有排液口；所述储液罐上部设有加料口和排气口；高倍摄像机连接数据处理系统，模拟钻杆与模拟井筒之间安装有偏心调节器。

进一步的是，所述模拟钻杆和模拟井筒材质为透明玻璃钢，直径分别为127mm、311.2mm。

本实用新型的有益效果在于：在工作时，关闭模拟井筒底部排液口，打开储液罐上部排气口，气体通过注气泵由注气管汇进入模拟钻杆，气体流量计监测注气量，注气量稳定后，打开注液泵，设定注液量，液体从储液罐进入模拟井筒，由模拟钻杆底部进入模拟井筒环空的气体携带液体，从模拟井筒上端出口经排气管汇返回储液罐，高倍摄像机拍摄模拟井筒环空的气体携水流动状态，并将数据传输至数据处理系统，分析气体携水规律；通过偏心调节器，可以调节模拟钻杆偏心度；改变注气量或注液量，可以模拟不同工况下的气体携水实验。

本实用新型的优点：利用可视化装置，能够观察模拟气体钻井井筒中气体携水流态；通过调节出水量也即注液量和注气量，可以定量分析气体携水的临界值。

附图说明

图1是本实用新型一种气体钻井地层出水气体携水模拟实验装置的结构示意图。

图中：1.注气泵，2.气体流量计，3.模拟钻杆，4.模拟井筒，5.储液罐，6.注液泵，7.液体流量计，8.排气口，9.加料口，10.高倍摄像机，11.数据处理系统，12.偏心调节器，13.排液口。

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地层出水气体携水模拟实验装置，主要由注气泵1、气体流量计2、模拟钻杆3、模拟井筒4、储液罐5、注液泵6、液体流量计7、排气口8、加料口9、高倍摄像机10、数据处理系统11、偏心调节器12、排液口13组成，所述注气泵1用于向模拟钻杆3内注入气体，并调节注气量；注液泵6用于向模拟井筒4内注入液体，并控制注液量；气体流量计2、液体流量计7分别监测注气量和注液量；所述模拟钻杆3、模拟井筒4材质为透明玻璃钢，直径分别为127mm、311.2mm；加料口9可向储液罐5内添加液体；模拟钻杆3与模拟井筒4之间安装有偏心调节器12，偏心调节器12可调节模拟井筒4内部模拟钻杆3的偏心度。

本实用新型具体实施步骤如下：保持模拟井筒4底部排液口13关闭，打开储液罐5上部排气口8，打开注气泵1并设置注气量，气体通过注气泵1由注气管汇进入模拟钻杆3，气体流量计2监测注气量，注气量稳定后，打开注液泵7并设定注液量，液体从储液罐5进入模拟井筒4，气体由模拟钻杆3底部进入模拟井筒4环空并携带液体，气体携水从模拟井筒4上端出口经排气管汇返回储液罐5，高倍摄像机10拍摄模拟井筒4环空的气体携水流动状态，并将数据传输至数据处理系统11，分析气体携水规律。通过偏心调节器12，调节模拟钻杆3偏心度。通过注气泵1、注液泵6改变注气量或注液量，模拟不同工况下的气体携水实验。

Claims (2)

1.一种气体钻井地层出水气体携水模拟实验装置，主要由注气泵(1)、气体流量计(2)、模拟钻杆(3)、模拟井筒(4)、储液罐(5)、注液泵(6)、液体流量计(7)、排气口(8)、加料口(9)、高倍摄像机(10)、数据处理系统(11)、偏心调节器(12)、排液口(13)组成，其特征在于：所述模拟井筒(4)内部安装模拟钻杆(3)，模拟井筒(4)下端连接液体流量计(7)、注液泵(6)和储液罐(5)；模拟井筒(4)底部设有排液口(13)；所述储液罐(5)上部设有加料口(9)和排气口(8)；高倍摄像机(10)与数据处理系统(11)相连接；模拟钻杆(3)与模拟井筒(4)之间安装有偏心调节器(12)。

2.根据权利要求1所述的一种气体钻井地层出水气体携水模拟实验装置，其特征在于：所述模拟钻杆(3)、模拟井筒(4)材质为透明玻璃钢，直径分别为127mm、311.2mm。