CN206573437U - 一种模拟天然气水合物不同转速钻杆偏心对环空携岩影响的实验装置 - Google Patents

一种模拟天然气水合物不同转速钻杆偏心对环空携岩影响的实验装置 Download PDF

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陈光凌
魏纳
张馨月
徐汉明
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Abstract

本实用新型涉及天然气水合物钻井技术领域的一种模拟天然气水合物不同转速钻杆偏心对环空携岩影响的实验装置,它主要由电源、调速器、精密电机、减速器、内外管接头、隔水板、岩屑储集室、尼龙颗粒漏斗、岩屑颗粒漏斗、外管、内管、轴承、混合物出口、液固两相分离器、电加热干燥器、尼龙颗粒收集桶、岩屑颗粒收集桶、进水口、实验台、可调底座、液体流量计、水泵、贮水槽和摄像机组成。岩屑储集室设于外管的中部;电源依次与调速器和精密电机相连;精密电机依次与减速器、内管、内外管接头和轴承相连;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,能很好的模拟天然气水合物钻杆偏心对环空携岩的影响。

Description

一种模拟天然气水合物不同转速钻杆偏心对环空携岩影响的 实验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及天然气水合物钻井技术领域的一种模拟天然气水合物不同转速 钻杆偏心对环空携岩影响的实验装置。
背景技术
[0002]天然气水合物的勘探开发一直是世界性难题,若对这一世界性的难题进行突破将 对我国能源消耗方式带来巨大的改变。到时候我国的能源消费将不再是以煤为主,而是以 天然气为主。在天然气水合物勘探开发中的天然气水合物钻水平井是一个很复杂的工程, 在整个钻水平井过程中由于钻杆自身重力的作用使得钻杆倾斜于下井壁,形成偏心环空, 使得岩肩颗粒和水合物颗粒在紊流状态下易沉积于下井壁,形成具有一定厚度的岩屑床。 钻杆偏心将对环空悬浮的岩肩和水合物颗粒的运移造成很大的影响。因此有必要深入研宄 天然气水合钻水平井段钻杆偏心对天然气水合物颗粒和岩屑颗粒的影响,这将对现场实际 工程具有重要意义。
发明内容
[0003]本实用新型目的是:提供了一种模拟天然气水合物不同转速钻杆偏心对环空携岩 影响的实验装置。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]本实用新型一种模拟天然气水合物不同转速钻杆偏心对环空携岩影响的实验装 置,主要由电源、调速器、精密电机、减速器、内外管接头、隔水板、岩屑储集室、尼龙颗粒漏 斗、岩肩颗粒漏斗、外管、内管、轴承、混合物出口、液固两相分离器、电加热干燥器、尼龙颗 粒收集桶、岩屑颗粒收集桶、进水口、实验台、可调底座、液体流量计、水泵、贮水槽和摄像机 组成。岩肩储集室设于外管的中部;电源依次与调速器和精密电机相连;精密电机依次与减 速器、内管、内外管接头和轴承相连;贮水槽依次与水泵和液体流量计相连。在整个实验过 程中所使用的电机为精密电机,尼龙和岩屑颗粒直径为3mm;内管和外管都采用透明亚克力 玻璃制成,承压IMPa,且内管壁厚为外管壁厚的1.5倍。内外管接头的左右两侧共设有两块 隔水板,用于防止实验过程中水往外流;内管的最左端与轴承相连,轴承用于配合内管的旋 转;混合物出口直径与进水口直径相同。在整个实验过程中尼龙颗粒模拟实际工况下天然 气水合物固体,岩肩颗粒模拟实际工况下岩屑,内管的转动模拟实际工况下钻杆的转动,夕卜 管模拟实际工况下的套管,清水模拟实际工况下的钻井液,通过调节调速器改变精密电机 的转速模拟实际工况下不同钻杆的转动。
[0006]本实用新型的优点:使用方便快捷,在整个实验过程中对水和颗粒进行回收重新 利用节约资源,通过改变电机转速能很好的模拟不同转速钻杆偏心对环空携岩的影响。
附图说明
[0007]图1是本实用新型一种模拟天然气水合物不同转速钻杆偏心对环空携岩影响的实 验装置的结构示意图。 ~
[000S]图中:1.电源,2•调速器,3•精密电机,4.减速器,5•内外管接头,6.隔水板,7.岩肩 储集室,8 •尼龙颗粒漏斗,9 •岩屑颗粒漏斗,10 •外管,11 •内管,12•轴承,13.混合物出口, 14•液固两相分离器,15•电加热干燥器,ie•尼龙颗粒收集桶,17•岩屑颗粒收集桶,18.进水 口,19 •实验台,2〇 •可调底座,21 •液体流量计,22 •水泵,23 • 水槽,24 •摄像机。
具体实施方式
[0009]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0010]如图1所示,本实用新型一种模拟天然气水合物不同转速钻杆偏心对环空携岩影 响的矣验装置,主要由电源1、调速器2、精密电机3、减速器4、内外管接头5、隔水板6、岩屑储 集室7、尼龙颗粒漏斗8、岩肩颗粒漏斗9、外管10、内管11、轴承12、混合物出口 13、液固两相 分离器14、电加热千燥器15、尼龙颗粒收集桶16、岩屑颗粒收集桶17、进水口 18、实验台19、 可调底座20、液体流量计21、水栗22、贮水槽23和摄像机24组成。岩肩储集室7设于外管10的 中部;电源1依次与调速器2和精密电机3相连;精密电机3依次与减速器4、内管11、内外管接 头5和轴承12相连;贮水槽23依次与水栗22和液体流量计21相连。如图1所示,具体模拟过程 为:首先开启水栗22使水依次通过水栗22加压、液体流量计21计量后从进水口 18进入实验 装置内,经过一段时间待环空内充满水后打开岩屑储集室7先放入岩肩颗粒于环空底部,然 后放入尼龙颗粒于岩屑颗粒上部形成岩屑床。形成岩屑床后打开电源1同时转动调速器2调 节精密电机3到最低转速一栏,精密电机3带动内管11转动,同时观察尼龙颗粒和岩屑颗粒 的流动状态和运移规律,最终尼龙颗粒和岩屑颗粒随水一起从混合物出口 13流出至液固两 相分离器14进行液固两相分离;分离出的液体重新流回贮水槽23循环利用,分离出的固体 颗粒流入电加热千燥器I5干燥后分别流入尼龙颗粒收集桶16和岩屑颗粒收集桶17进行重 新循环利用。重复上面的实验步骤,调节调速器2使精密电机3增加钻速得到不同转速钻杆 偏心对环空携岩的影响;通过调节可调底座2〇的高度使实验台19倾斜不同的角度进行同样 的实验得到实验台19不同倾斜角条件下不同转速钻杆偏心对环空携岩的影响,即模拟过程 结束。在整个实验模拟过程中通过摄像机24记录下实验现象,为今后研究及现场实际工程 具有重要意义。

Claims (4)

1.一种模拟天然气水合物不同转速钻杆偏心对环空携岩影响的实验装置,主要由电源 (1)、调速器⑵、精密电机(3)、减速器(4)、内外管接头(5)、隔水板(6)、岩肩储集室(7)、尼 龙颗粒漏斗(8)、岩屑颗粒漏斗(9)、外管(10)、内管(U)、轴承(12)、混合物出口(13)、液固 两相分离器(14)、电加热千燥器(15)、尼龙颗粒收集桶(ie)、岩屑颗粒收集桶(17)、进水口 (18)、实验台(I9)、可调底座⑵))、液体流量计(21)、水泵(22)、贮水槽(23)和摄像机(24)组 成,其特征在于:岩肩储集室⑺设于外管(10)的中部;电源(1)依次与调速器(2)和精密电 机⑶相连;精密电机⑶依次与减速器⑷、内管(11)、内外管接头⑸和轴承(丨2)相连;贝士 水槽(23)依次与水栗(22)和液体流量计(21)相连。 ’
2.根据权利要求1所述的一种模拟天然气水合物不同转速钻杆偏心对环空携岩影响的 实验装置,其特征在于:在整个实验过程中所使用的电机为精密电机,尼龙和岩肩颗粒直径 为3mm;内管(11)和外管(10)都采用透明亚克力玻璃制成,承压1MPa,且内管⑼壁厚为外 管(1〇)壁厚的1.5倍。
3.根据权利要求1所述的一种模拟天然气水合物不同转速钻杆偏心对环空携岩影响的 实验装置,其特征在于:内外管接头⑸的左右两侧共设有两块隔水板(6),用于防止^验过 程中水往外流;内管(id的最左端与轴承(1¾相连,轴承a2)用于配合内管(11)的旋转^混 合物出口(13)直径与进水口(18)直径相同。 ’
4.根据权利要求1所述的一种模拟天然气水合物不同转速钻杆偏心对环空携 实验装置,其特征在于:在整个实验过程中尼龙颗粒模拟实际工况下天然气水△物^体山 屑颗粒模拟实际工况下岩肩,内管(11)的转动模拟实际工况下钻杆的转动,外^ 權^ 实际工况下的套管,清水模拟实际工况下的钻井液,通过调节调速器(2)改变^ 的转速模拟实际工况下不同钻杆的转动。 《山电机
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112127820A (zh) * 2020-09-27 2020-12-25 西南石油大学 一种天然气水合物管输压力损失的测量装置及方法
CN112227988A (zh) * 2020-11-18 2021-01-15 中国石油天然气集团有限公司 一种可视化水平环空岩屑运移模拟设备

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