CN206329293U

CN206329293U - 一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置

Info

Publication number: CN206329293U
Application number: CN201621453992.4U
Authority: CN
Inventors: 陈光凌; 魏纳; 李鹏杰; 李蜀涛
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2016-12-27
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2017-07-14
Anticipated expiration: 2026-12-27

Abstract

本实用新型涉及天然气水合物钻水平井技术领域的一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置，它主要由电磁式空气泵、计算机监测系统、球阀、气体流量计、出气口、压力传感器、内外管接头A、液体入口、液体流量计、水泵、贮水槽、气液固三相分离器、温度传感器、混合物出口、内管、外管、岩屑漏斗、尼龙漏斗、岩屑储集室、电加热干燥器、尼龙收集桶、岩屑收集桶、内管固定环、内外管接头B和钻头组成。模拟装置的上部设有液体入口、内外管接头A、压力传感器、温度传感器和混合物出口；水平段处设有出气口、内管固定环、钻头、岩屑储集室和内外管接头B；贮水槽依次与水泵和液体流量计相连。本实用新型使用方便快捷，模拟效果好。

Description

一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置

技术领域

本实用新型涉及天然气水合物钻水平井技术领域的一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置。

背景技术

在天然气水合物钻水平井过程中，井眼清洁不畅可能会引起很多问题，如钻头磨损严重、钻速低、压裂地层、高摩阻，卡钻等。如果不能有效的处理井眼净化问题，严重时将引起整口井的损失。在油田中的岩屑携带难题经过一些学者研究，但对于天然气水合物钻井中的岩屑携带难题国内研究很少，因为这还要考虑到天然气水合物在上返过程中随着压力和温度的改变会分解，正是天然气水合物的分解问题造成许多学者在研究时无从下手，从而直接导致天然气水合物钻水平井过程中井眼净化问题研究较少，需要发明一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置来模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩。从而对井眼净化问题进行研究，为现场提供较大的工程实际意义。

发明内容

本实用新型目的是：提供了一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置，主要由电磁式空气泵、计算机监测系统、球阀、气体流量计、出气口、压力传感器、内外管接头A、液体入口、液体流量计、水泵、贮水槽、气液固三相分离器、温度传感器、混合物出口、内管、外管、岩屑漏斗、尼龙漏斗、岩屑储集室、电加热干燥器、尼龙收集桶、岩屑收集桶、内管固定环、内外管接头B和钻头组成。模拟装置的上部设有液体入口、内外管接头A、压力传感器、温度传感器和混合物出口；水平段处设有出气口、内管固定环、钻头、岩屑储集室和内外管接头B；贮水槽依次与水泵和液体流量计相连。本实用新型使用方便快捷，模拟效果好。在整个模拟装置中共设有8个出气口，通过控制出气口量的大小来模拟天然气水合物在上返过程中的分解；内管和外管采用透明亚克力玻璃制作而成，承压2MPa；整个实验过程中的使用的尼龙颗粒和岩屑颗粒直径均为4mm且尼龙颗粒和岩屑颗粒的比例可根据现场实际情况进行改变，本实验模拟过程采先用1比1进行实验，而后改变不同的比例进行模拟实验。在整个实验过程中尼龙模拟实际工况下的天然气水合物颗粒，岩屑模拟实际工况下的岩屑颗粒，出气口流出的气体模拟天然气水合物分解出的气体，钻头模拟实际工况下的钻头，内管模拟实际工况下的钻杆，外管模拟实际工况下的套管。

本实用新型的优点：使用方便快捷，在实验模拟过程中在不同的部位加入了不同量的气体，更真实的模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩的过程。

附图说明

图1是本实用新型一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置的结构示意图。

图中：1.电磁式空气泵，2.计算机监测系统，3.球阀，4.气体流量计，5.出气口，6.压力传感器，7.内外管接头A，8.液体入口，9.液体流量计，10.水泵，11.贮水槽，12.气液固三相分离器，13.温度传感器，14.混合物出口，15.内管，16.外管，17.岩屑漏斗，18.尼龙漏斗，19.岩屑储集室，20.电加热干燥器，21.尼龙收集桶，22.岩屑收集桶，23.内管固定环，24.内外管接头B，25.钻头。

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，本实用新型一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置，主要由电磁式空气泵1、计算机监测系统2、球阀3、气体流量计4、出气口5、压力传感器6、内外管接头A7、液体入口8、液体流量计9、水泵10、贮水槽11、气液固三相分离器12、温度传感器13、混合物出口14、内管15、外管16、岩屑漏斗17、尼龙漏斗18、岩屑储集室19、电加热干燥器20、尼龙收集桶21、岩屑收集桶22、内管固定环23、内外管接头B24和钻头25组成。所述模拟装置的上部设有液体入口8、内外管接头A7、压力传感器6、温度传感器13和混合物出口14；水平段处设有出气口5、内管固定环23、钻头25、岩屑储集室19和内外管接头B24；贮水槽11依次与水泵10和液体流量计9相连。

如图1所示，具体模拟过程为：首先关闭8个出水口上的球阀3，打开计算机监测系统2和水泵10，使水通过水泵10加压，液体流量计9计量后从液体入口8进入模拟装置，水从内管15进入后从上往下流动，最终从钻头25流出，经过内外管接头B24后从环空往上返，最终从混合物出口14流出。观察计算机监测系统2上的压力和温度变化情况，待压力和温度变化趋于稳定后，打开岩屑储集室19下部的开关，使尼龙颗粒和岩屑颗粒往下运动，进入环空内；同时打开电磁式空气泵1和8个球阀3，通过调节球阀3开度的大小控制进气量的大小来模拟天然气水合物在上返过程中在不同的地方分解量的不同。上返上来的混合物从混合物出口14流出，进入气液固三相分离器12进行气液固三相分离，分离出的气体从上部的气体出口流出进入大气，分离出的液体从气液固三相分离器12的右侧流出进入贮水槽11进行重新循环使用，分离出的尼龙颗粒和岩屑颗粒流入电加热干燥器20进行加热干燥后分别进入尼龙收集桶21和岩屑收集桶22后进行重新循环使用。在整个实验模拟过程中通过计算机监测系统2上的压力和温度监测曲线可清楚的看到加入尼龙颗粒、岩屑颗粒和气体后整个压力和温度的变化情况。

Claims

1.一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置，主要由电磁式空气泵(1)、计算机监测系统(2)、球阀(3)、气体流量计(4)、出气口(5)、压力传感器(6)、内外管接头A(7)、液体入口(8)、液体流量计(9)、水泵(10)、贮水槽(11)、气液固三相分离器(12)、温度传感器(13)、混合物出口(14)、内管(15)、外管(16)、岩屑漏斗(17)、尼龙漏斗(18)、岩屑储集室(19)、电加热干燥器(20)、尼龙收集桶(21)、岩屑收集桶(22)、内管固定环(23)、内外管接头B(24)和钻头(25)组成，其特征在于：模拟装置的上部设有液体入口(8)、内外管接头A(7)、压力传感器(6)、温度传感器(13)和混合物出口(14)；水平段处设有出气口(5)、内管固定环(23)、钻头(25)、岩屑储集室(19)和内外管接头B(24)；贮水槽(11)依次与水泵(10)和液体流量计(9)相连。

2.根据权利要求1所述的一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置，其特征在于：在整个模拟装置中共设有8个出气口(5)，通过控制出气口量的大小来模拟天然气水合物在上返过程中的分解。

3.根据权利要求1所述的一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置，其特征在于：内管(15)和外管(16)采用透明亚克力玻璃制作而成，承压2MPa；整个实验过程中的使用的尼龙颗粒和岩屑颗粒直径均为4mm且尼龙颗粒和岩屑颗粒的比例可根据现场实际情况进行改变，本实验模拟过程采先用1比1进行实验，而后改变不同的比例进行模拟实验。

4.根据权利要求1所述的一种模拟天然气水合物钻水平井全井眼携岩实验装置，其特征在于：在整个实验过程中尼龙模拟实际工况下的天然气水合物颗粒，岩屑模拟实际工况下的岩屑颗粒，出气口(5)流出的气体模拟天然气水合物分解出的气体，钻头模拟实际工况下的钻头，内管(15)模拟实际工况下的钻杆，外管(16)模拟实际工况下的套管。