CN206309387U - 水平井双壁钻杆水力循环实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水平井双壁钻杆水力循环实验装置，包括泥浆泵、水平管、沉淀池、岩屑箱和送料机；水平管包括三根同轴线的外管、中间管和内管，外管和中间管之间具有环空，中间管和内管之间具有环空，外管和中间管之间的环空两端密封，中间管和内管之间的环空一端开口与双通道水龙头的一个出水口连通，双通道水龙头的另一出水口与沉淀池连通；泥浆泵的入水口与沉淀池连通，出水口分别与双通道水龙头和岩屑箱连通；送料机的供料口与岩屑箱连通，出料口与外管的一端连通。本实验装置用来探究两层钻杆钻进水平井时岩屑运移规律，当循环时从孔底加入岩屑，可探究泥浆压力、排量与水平井携岩效果的关系，同时可模拟井壁坍塌对钻进扭矩的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及地质钻进领域，特别涉及一种水平井双壁钻杆水力循环实验装置。
背景技术
在现有技术中，砂卵石地层是主要的含水层，但是砂卵石地层软硬交错、胶结度差是特别难以钻进的地层。在砂卵石地层进行钻进时，主要问题是由于地层稳定性差，在钻进过程中，沙石坍塌情况频繁，坍塌的沙石在泥浆液的冲击下，从钻杆的内管排出(这一过程简称排沙)。然而具体多大的泥浆液流量能够保证排沙的顺利完成，同时还不会因为泥浆液流量太大冲塌井壁，在钻进过程中是很难确定的。
实用新型内容
针对上述现有技术中的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种能够模拟实况钻井过程中的排沙过程从而获取排沙和泥浆液流量对应关系的水平井双壁钻杆水力循环实验装置。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种水平井双壁钻杆水力循环实验装置，包括泥浆泵、水平管、沉淀池、岩屑箱和送料机；所述水平管包括三根同轴线的外管、中间管和内管，所述外管套在中间管外，中间管套在内管外，外管和中间管之间具有环空，中间管和内管之间具有环空，所述外管和中间管之间的环空两端密封，中间管和内管之间的环空一端开口与双通道水龙头的一个出水口连通，所述双通道水龙头的另一出水口与沉淀池通过管道连通；所述泥浆泵的入水口与沉淀池连通，出水口分别与所述双通道水龙头的入水口和岩屑箱通过管道连通；所述送料机的供料口与岩屑箱连通，出料口与外管远离所述双通道水龙头的一端连通。
优选地，在泥浆泵出水口连接所述双通道水龙头的管道上依次设置有混水阀、稳压器、压力计和流量计；所述外管和中间管均为透明管；所述混水阀和泥浆泵之间设置有用于泄压的泄压管道。
优选地，还包括三通接头，所述三通接头分别通过管道连接稳压器、双通道水龙头和岩屑箱；在岩屑箱上设置有透气孔，用于排出岩屑箱中的空气使岩屑顺利下放。
优选地，在三通接头和岩屑箱连通的管道上依次设置有流量控制阀和机械式流量计。
优选地，所述送料机为螺杆送料机，所述螺杆送料机的送料管出口与外管连通，供料仓与岩屑箱连通。
优选地，在所述中间管和内管之间设置有顶丝。
优选地，连接沉淀池和双通道水龙头之间的管道上设置有压力计。
优选地，外管和中间管之间的环空远离双通道水龙头的一端通过聚四氟密封圈密封，所述聚四氟密封圈与外管连接螺杆送料机的送料管的一端之间的空腔形成金属密封仓。
优选地，所述中间管上设置有压力计。
优选地，还包括振动筛，所述振动筛设置在沉淀池的上部，连接泥浆泵和沉淀池的管道与沉淀池的连通孔位于振动筛的下方。
与现有技术相比，本实用新型实施例至少具有以下优点：
本水平井双壁钻杆水力循环实验装置用来探究两层钻杆钻进水平井时岩屑运移规律，最外管和中间管用透明材料做成，当循环时从孔底加入岩屑，可探究泥浆压力、排量与水平井携岩效果的关系，同时可模拟井壁坍塌对钻进扭矩的影响。
附图说明
图1为本实用新型水平井双壁钻杆水力循环实验装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详述。
一种水平井双壁钻杆水力循环实验装置，包括泥浆泵1、水平管、沉淀池22、岩屑箱7和送料机；水平管包括三根同轴线的外管12、中间管13和内管14，外管12套在中间管13外，中间管13套在内管14外，外管12和中间管13之间具有环空，中间管13和内管14之间具有环空，外管12和中间管13之间的环空两端密封，中间管13和内管14之间的环空一端开口与双通道水龙头11的一个出水口连通，双通道水龙头11的另一出水口与沉淀池22通过管道连通；泥浆泵1的入水口与沉淀池22连通，出水口分别与双通道水龙头11的入水口和岩屑箱7通过管道连通；送料机的供料口与岩屑箱7连通，出料口与外管12远离双通道水龙头11的一端连通。
在泥浆泵1出水口连接双通道水龙头11的管道上依次设置有混水阀2、稳压器3、压力计9和流量计10；外管12和中间管13均为透明管；所述混水阀2和泥浆泵1之间设置有用于泄压的泄压管道23。
为了连接方便，本水平井双壁钻杆水力循环实验装置还包括一个三通接头4，三通接头4分别通过管道连接稳压器3、双通道水龙头11和岩屑箱7；在岩屑箱上设置有透气孔8。
在三通接头4和岩屑箱7连通的管道上依次设置有流量控制阀5和机械式流量计6。
送料机为螺杆送料机19，螺杆送料机19的送料管出口与外管12连通，供料仓与岩屑箱7连通。
在中间管13和内管14之间设置有顶丝16，可以使中间管13和内管14同步转动。
连接沉淀池22和双通道水龙头11之间的管道上设置有压力计20，该压力计20用于测量沙石混合物从内管14排出时的压力。
外管12和中间管13之间的环空远离双通道水龙头11的一端通过聚四氟密封圈17密封，聚四氟密封圈17与外管12连接螺杆送料机19的送料管的一端之间的空腔形成金属密封仓18，用于模拟井底，在此密封仓内将螺旋送料机送进的砂和从泥浆泵送如的水混合。
中间管13上设置有压力计15，用于测量中间管13在钻进过程中受到的压力。
为了避免泥浆泵1吸入大颗粒物或石块等造成泥浆泵1损坏，在沉淀池22的上部设置了振动筛21，连接泥浆泵1和沉淀池22的管道与沉淀池22的连通孔位于振动筛21的下方。通过内管14过来的沙石混合物经振动筛21筛选之后，将大颗粒物和石块隔离在振动筛21上，液体从振动筛21穿过流入沉淀池22内。
本水平井双壁钻杆水力循环实验装置循环时泥浆由泥浆泵1从沉淀池22经混水阀2、稳压器3、三通4和双通道水龙头11泵入水平管的中间管13和内管14的环空中，最后泥浆从内管14的中心孔排出经振动筛21除去大颗粒岩屑后流入沉淀池22完成循环。外管12、中间管13和内管14分别模拟井壁、外钻杆和内钻杆，外管12固定在支座上，中间管13和内管14可同时旋转。外管12和中间管13采用透明有机玻璃管，方便观察岩屑运移。实验时岩屑由螺杆送料机19加入，同时从三通接头4处分流少量泥浆到岩屑箱7中以辅助送料。在泥浆进入水平管之前设置有压力计9和流量计10以测得入口压力和流量。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种水平井双壁钻杆水力循环实验装置，其特征在于，包括泥浆泵、水平管、沉淀池、岩屑箱和送料机；所述水平管包括三根同轴线的外管、中间管和内管，所述外管套在中间管外，中间管套在内管外，外管和中间管之间具有环空，中间管和内管之间具有环空，所述外管和中间管之间的环空两端密封，中间管和内管之间的环空一端开口与双通道水龙头的一个出水口连通，所述双通道水龙头的另一出水口与沉淀池通过管道连通；所述泥浆泵的入水口与沉淀池连通，出水口分别与所述双通道水龙头的入水口和岩屑箱通过管道连通；所述送料机的供料口与岩屑箱连通，出料口与外管远离所述双通道水龙头的一端连通。
2.根据权利要求1所述的水平井双壁钻杆水力循环实验装置，其特征在于，在泥浆泵出水口连接所述双通道水龙头的管道上依次设置有混水阀、稳压器、压力计和流量计；所述外管和中间管均为透明管；所述混水阀和泥浆泵之间设置有用于泄压的泄压管道。
3.根据权利要求2所述的水平井双壁钻杆水力循环实验装置，其特征在于，还包括三通接头，所述三通接头分别通过管道连接稳压器、双通道水龙头和岩屑箱；在岩屑箱上设置有透气孔。
4.根据权利要求3所述的水平井双壁钻杆水力循环实验装置，其特征在于，在三通接头和岩屑箱连通的管道上依次设置有流量控制阀和机械式流量计。
5.根据权利要求1所述的水平井双壁钻杆水力循环实验装置，其特征在于，所述送料机为螺杆送料机，所述螺杆送料机的送料管出口与外管连通，供料仓与岩屑箱连通。
6.根据权利要求1所述的水平井双壁钻杆水力循环实验装置，其特征在于，在所述中间管和内管之间设置有顶丝。
7.根据权利要求1所述的水平井双壁钻杆水力循环实验装置，其特征在于，连接沉淀池和双通道水龙头之间的管道上设置有压力计。
8.根据权利要求5所述的水平井双壁钻杆水力循环实验装置，其特征在于，外管和中间管之间的环空远离双通道水龙头的一端通过聚四氟密封圈密封，所述聚四氟密封圈与外管连接螺杆送料机的送料管的一端之间的空腔形成金属密封仓。
9.根据权利要求1所述的水平井双壁钻杆水力循环实验装置，所述中间管上设置有压力计。
10.根据权利要求1所述的水平井双壁钻杆水力循环实验装置，其特征在于，还包括振动筛，所述振动筛设置在沉淀池的上部，连接泥浆泵和沉淀池的管道与沉淀池的连通孔位于振动筛的下方。
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| CN109281616A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-01-29 | 常州大学 | 一种直井双壁钻杆系统携岩能力测定装置及测定方法 |
| CN109441425A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-03-08 | 常州大学 | 一种水平井双壁钻杆系统携岩能力测定装置及测定方法 |
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