CN209212232U - 堵漏评价系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种堵漏评价系统，该系统由接入模拟井筒装置入口的流体输入通道、从模拟井筒装置的顶出口接出的第一流体通道和从模拟井筒装置的底出口接出的第二流体通道提供堵漏浆循环路线，通过从模拟井筒装置的顶端接出的第一流体通道，模拟钻井过程中的动态漏失；通过从模拟井筒装置的底部接出的第二流体通道，模拟停钻或起钻后的静态漏失；由于模拟井筒装置与多测点夹持器的垂直位置关系，能够真实模拟地下漏失时的流体流动路线。本实用新型可以实现对钻井过程中的动态漏失以及停钻或起钻时的静态漏失进行真实模拟的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油设备技术领域，尤其涉及一种堵漏评价系统。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本实用新型实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
井漏一直是钻井行业的一个难题，伴随着钻井技术的发展，堵漏技术也在不断地发展，但是由于地下漏层位置的不确定性和漏失通道的不确定性导致堵漏成功率偏低，而室内评价装置的不完善是制约堵漏工艺、堵漏材料技术发展的一个关键瓶颈。因此，一个能够有效模拟地下漏层和漏失状态的室内评价装置能够大幅度促进堵漏技术的进步。
目前，国内外的堵漏评价仪器，主要有砂床评价仪、API堵漏仪及其类似产品、高温高压堵漏仪、缝宽可调的堵漏仪器、可视化的堵漏评价仪等，其中，砂床评价仪用来模拟渗透性漏失；API堵漏仪及其类似产品用来模拟静态状况下的漏失；高温高压堵漏仪用来模拟高温高压下的漏失；缝宽可调的堵漏仪器用来模拟不同裂缝宽度的漏失；可视化的堵漏评价仪能够直观地观察出堵漏材料在裂缝中的堆积状态。
由于在钻井的时候，停钻或起钻时存在静态漏失，而钻井过程中存在动态漏失，因而，通过现有的堵漏评价仪器无法同时模拟钻井时的静态漏失和动态漏失，从而不能有效模拟钻井过程中井筒内的流体流态。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种堵漏评价系统，用以解决现有技术中无法对钻井动态漏失和静态漏失进行真实模拟的技术问题，该系统包括：加液加压装置、模拟井筒装置、多测点夹持器和评价装置；其中，模拟井筒装置包括：设有入口和顶出口的顶盖、带有回流间隙的内井筒、模拟井筒、外井筒和设有底出口的底盖；模拟井筒设在内井筒和外井筒之间；加液加压装置包括：配液容器、流体输入通道、第一流体通道和第二流体通道；配液容器接入流体输入通道的入口，流体输入通道的出口接入模拟井筒装置的入口，第一流体通道从模拟井筒装置的顶出口接出；第二流体通道从模拟井筒装置的底出口接出；多测点夹持器与模拟井筒装置可移动地垂直连接，多测点夹持器包括：圆形漏失模块和排液口，圆形漏失模块布置在外井筒上，且与模拟井筒相通；评价装置与排液口的出口相接，用于测量排液口排出的渗漏堵漏浆的重量。
本实用新型实施例中，由接入模拟井筒装置入口的流体输入通道、从模拟井筒装置的顶出口接出的第一流体通道和从模拟井筒装置的底出口接出的第二流体通道提供堵漏浆循环路线，通过从模拟井筒装置的顶端接出的第一流体通道，模拟钻井过程中的动态漏失；通过从模拟井筒装置的底部接出的第二流体通道，模拟停钻或起钻后的静态漏失；由于模拟井筒装置与多测点夹持器的垂直位置关系，能够真实模拟地下漏失时的流体流动路线。本实用新型可以实现对钻井过程中的动态漏失以及停钻或起钻时的静态漏失进行真实模拟的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为本实用新型实施例中堵漏评价系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中堵漏评价系统的连接示意图；
图3为本实用新型实施例中堵漏评价系统中模拟井筒装置和多测点夹持器的剖面图。
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明白，下面将参照附图更详细地描述本实用新型的具体实施例。虽然附图中显示了本实用新型的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本实用新型的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本实用新型的范围。本实用新型的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
图1为本实用新型实施例中堵漏评价系统的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供的堵漏漏评价系统，包括：加液加压装置1、模拟井筒装置2、多测点夹持器3和评价装置4；
其中，其中，模拟井筒装置2包括：设有入口和顶出口的顶盖、带有回流间隙的内井筒14、模拟井筒15、外井筒16和设有底出口的底盖；模拟井筒15设在内井筒 14和外井筒16之间；
加液加压装置1包括：配液容器5、流体输入通道11、第一流体通道12和第二流体通道13；配液容器5接入流体输入通道11的入口，流体输入通道11的出口接入模拟井筒装置2的入口，第一流体通道12从模拟井筒装置2的顶出口接出；第二流体通道13从模拟井筒装置2的底出口接出；
多测点夹持器3与模拟井筒装置2可移动地垂直连接，多测点夹持器3包括：圆形漏失模块17和排液口19，圆形漏失模块17布置在外井筒16上，且与模拟井筒15 相通；
评价装置4与排液口19的出口相接，用于测量排液口19排出的渗漏堵漏浆的重量。
具体地，在进行堵漏评价实验的时候，由配液容器5通过流体输入通道11输送堵漏浆到模拟井筒装置2的入口，流体输入通道11输送的堵漏浆通过模拟井筒装置 2的入口流入内井筒14内腔，经由回流间隙流出到设在内井筒14和外井筒16之间的模拟井筒15和圆形漏失模块17，然后经由模拟井筒装置2的顶出口循环到第一流体通道12，以及经由模拟井筒装置2的底出口循环到第二流体通道13，由圆形漏失模块17渗漏出的渗漏堵漏浆，经由排液口19排出，排液口19排出的渗漏堵漏浆流入评价装置4，评价装置4用于测量排液口19排出的渗漏堵漏浆的重量。
可选地，上述评价装置4可以包括：冷凝器20、液体容器21和测重器22；其中，冷凝器20与排液口19的出口相接，经由排液口19排出的渗漏堵漏浆经过冷凝器20 冷凝后流入液体容器21，液体容器21设在测重器22上，测重器22用于测量液体容器21的重量。优选地，液体容器21可以为量杯，测重器22可以为电子天平。
为了实现堵漏浆的循环路线，作为一种可选的实施方式，上述加液加压装置1 还可以包括：循环泵7，分别与流体输入通道11的入口、第一流体通道12的出口、第二流体通道13的出口相连，用于将第一流体通道12和第二流体通道13流出的堵漏浆循环至流体输入通道11。
通过上述第一流体通道12和第二流体通道13可以实现堵漏浆循环路线，其中，第一流体通道12从模拟井筒装置2的顶端接出，模拟的是堵漏浆随着钻杆进入地层，然后沿着环空向上返出地面，这个过程完全符合实际钻井过程中堵漏浆的循环过程，因此模拟的是钻井过程中的漏失，即动态漏失；第二流体通道13从模拟井筒装置2 的底部接出，是为了模拟在停钻或起钻后的井漏，即静态漏失。
本实用新型实施例中，模拟井筒装置2可以为堵漏浆提供一个完全类同于钻井井筒的循环通道，且由于模拟井筒装置2与夹持器的垂直位置关系，它能够真实模拟地下漏失时的流体流动路线，这克服了以往的堵漏评价仪器的欠缺的。
进一步地，为了提供预定压力的堵漏浆，上述加液加压装置1还可以包括：恒压泵8、第一压力传感器9、压力调节器10，其中，压力调节器10连接流体输入通道 11，恒压泵8经由第一压力传感器9连接压力调节器10，以调整流体输入通道11保持预定压力。
也即，当配液容器5通过流体输入通道11输送堵漏浆到模拟井筒装置2的入口后，用于调节压力的压力调节器10和用于循环堵漏浆的循环泵7连接流体输入通道 11，恒压泵8经由第一压力传感器9连接压力调节器10以调整流体输入通道11以保持预定压力，堵漏浆通过模拟井筒装置2的入口流入内井筒14内腔，经由回流间隙流出到设在内井筒14和外井筒16之间的模拟井筒15和圆形漏失模块17，然后经由模拟井筒装置2的顶出口循环到第一流体通道12，以及经由模拟井筒装置2的底出口循环到第二流体通道13，由圆形漏失模块17渗漏出的渗漏堵漏浆，经由排液口19 排出。经由排液口19排出的渗漏堵漏浆经过冷凝器20冷凝后流入设在测重器22上的液体容器21，通过测重器22测量液体容器21的重量。
更进一步地，为了提供高温堵漏浆，在一种可选的实施方案中，上述流体输入通道11、第一流体通道12和/或第二流体通道13中的一个或多个可以设有用于加热堵漏浆的加热器27。
此外，还需要说明的是，多测点夹持器3可以通过改变里边漏层的模型的不同而适应不同漏失类型的模拟，可选地，本实用新型实施例提供的堵漏评价系统中，圆形漏失模块17可以包括如下任意之一：裂缝式堵层、多孔式堵层和填砂式堵层。通过改变里边漏层的模型的不同而适应不同漏失类型的模拟，如裂缝模型可以模拟裂缝性漏失，多孔模型可以模拟孔洞性漏失、填砂模型可以模拟渗透性漏失。
可选地，上述多测点夹持器3还可以包括：设在圆形漏失模块17的前端、中间和末端位置的多个第二压力传感器18。通过多个压力传感器能够测试出整段封堵层的不同位置的压力，这个压力能够准确反映出有效封堵发生的位置是封口、封腰还是封尾，根据这个可以调整堵漏材料粒级搭配，然后改变封堵层的位置。
优选地，上述多测点夹持器3还可以进一步包括：温度传感器和电阻传感器。
为便于对本实用新型实施例的理解，图2为本实用新型实施例中堵漏评价系统的连接示意图，如图2所示，流体输入通道11靠近模拟井筒装置2的入口处还可以设有关闭入口的第一截止阀6，第一流体通道12靠近模拟井筒装置2的顶出口处还可以设有关闭顶出口的第二截止阀23，第二流体通道13靠近模拟井筒装置2的底出口处还可以设有关闭底出口的第三截止阀24。其中，配液容器5经由第一截止阀6输送堵漏浆通过流体输入通道11输送堵漏浆到模拟井筒装置2的入口。
如图2所示，上述模拟井筒装置2的底部可以包括带有放空阀25的放空通道，模拟井筒装置2的顶部包括带有排气阀26的排气通道。
可选地，内井筒14内腔中设有用于旋转的搅拌叶片，外井筒16外表面上设有加热层和保温层。其中，搅拌叶片连接有驱动电机。
图3为本实用新型实施例中堵漏评价系统中模拟井筒装置和多测点夹持器的剖面图，如图3所示，多测点夹持器3可移动地垂直连接模拟井筒装置2，当堵漏浆流过堵层时，可实时测量压力变化，从而判别堵漏效果。
如图3所示，一种可选的实施方式中，上述模拟井筒15可以为一个0～360度内任意一个角度的扇形面，且布置在靠近多测点夹持器3的一侧。优选地，模拟井筒15为内井筒14的1/3即120度扇形面，以保证堵漏浆在流经该区域时能到达模拟井筒中堵漏浆流动速度的目的，又对泵的流量不会有过高的要求。
在一种可选的实施例中，本实用新型实施例提供的堵漏评价系统还可以包括：处理器，与第一压力传感器9、第二压力传感器18、温度传感器和电阻传感器连接。
可选地，该处理器可以为如下任意之一：通用处理器、数字信号处理器、专用集成电路ASIC，现场可编程门阵列FPGA、模拟电路或数字电路。
本实用新型实施例可以模拟井眼条件，包括井下温度、压力以及堵漏浆流态，并通过建立不同的漏失模块以及钻井工程漏失状况等进行堵漏仿真模拟。通过该仪器可以对堵漏材料的类型和配比进行优选、对堵漏材料的耐温性及封堵后的承压能力等进行评价，研究不同堵漏材料对各种漏失地层的堵漏效果，为钻井工程中的漏失地层的堵漏及正确处理钻井工程中的漏失事故，提供完整的、有效的实验依据。
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种堵漏评价系统，其特征在于，包括：加液加压装置(1)、模拟井筒装置(2)、多测点夹持器(3)和评价装置(4)；
其中，所述模拟井筒装置(2)包括：设有入口和顶出口的顶盖、带有回流间隙的内井筒(14)、模拟井筒(15)、外井筒(16)和设有底出口的底盖；所述模拟井筒(15)设在所述内井筒(14)和所述外井筒(16)之间；
所述加液加压装置(1)包括：配液容器(5)、流体输入通道(11)、第一流体通道(12)和第二流体通道(13)；所述配液容器(5)接入所述流体输入通道(11)的入口，所述流体输入通道(11)的出口接入所述模拟井筒装置(2)的入口，所述第一流体通道(12)从所述模拟井筒装置(2)的顶出口接出；所述第二流体通道(13)从所述模拟井筒装置(2)的底出口接出；
所述多测点夹持器(3)与所述模拟井筒装置(2)可移动地垂直连接，所述多测点夹持器(3)包括：圆形漏失模块(17)和排液口(19)，所述圆形漏失模块(17)布置在所述外井筒(16)上，且与所述模拟井筒(15)相通；
所述评价装置(4)与排液口(19)的出口相接，用于测量所述排液口(19)排出的渗漏堵漏浆的重量。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加液加压装置(1)还包括：循环泵(7)，分别与所述流体输入通道(11)的入口、所述第一流体通道(12)的出口、所述第二流体通道(13)的出口相连，用于将所述第一流体通道(12)和所述第二流体通道(13)流出的堵漏浆循环至所述流体输入通道(11)。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述加液加压装置(1)还包括：恒压泵(8)、第一压力传感器(9)、压力调节器(10)，其中，所述压力调节器(10)连接所述流体输入通道(11)，所述恒压泵(8)经由所述第一压力传感器(9)连接所述压力调节器(10)，以调整所述流体输入通道(11)保持预定压力。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述流体输入通道(11)、第一流体通道(12)和第二流体通道(13)中的一个或多个设有用于加热堵漏浆的加热器(27)。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述评价装置(4)包括：冷凝器(20)、液体容器(21)和测重器(22)；其中，所述冷凝器(20)与所述排液口(19)的出口相接，所述液体容器(21)设在所述测重器(22)上，所述测重器(22)用于测量液体容器(21)的重量。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述圆形漏失模块(17)包括如下任意之一：裂缝式堵层、多孔式堵层和填砂式堵层。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述多测点夹持器(3)还包括：设在所述圆形漏失模块(17)的前端、中间和末端位置的多个第二压力传感器(18)。
8.如权利要求7所述的系统，所述多测点夹持器(3)还包括：温度传感器和电阻传感器。
9.如权利要求1至8中任意一项所述的系统，其特征在于，所述流体输入通道(11)靠近所述模拟井筒装置(2)的入口处设有关闭所述入口的第一截止阀(6)，所述第一流体通道(12)靠近所述模拟井筒装置(2)的顶出口处设有关闭所述顶出口的第二截止阀(23)，所述第二流体通道(13)靠近所述模拟井筒装置(2)的底出口处设有关闭所述底出口的第三截止阀(24)。
10.如权利要求1至8中任意一项所述的系统，其特征在于，所述模拟井筒装置(2)的底部包括带有放空阀(25)的放空通道，所述模拟井筒装置(2)的顶部包括带有排气阀(26)的排气通道。
11.如权利要求1至8中任意一项所述的系统，其特征在于，所述内井筒(14)内腔中设有用于旋转的搅拌叶片，所述外井筒(16)外表面上设有加热层和保温层。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述搅拌叶片连接有驱动电机。
13.如权利要求1至8中任意一项所述的系统，其特征在于，所述模拟井筒(15)为一个扇形面，且布置在靠近多测点夹持器(3)的一侧。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述模拟井筒(15)为内井筒(14)的1/3扇形面。
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| GR01 | Patent grant | ||
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