CN212134444U - 一种泥饼封堵评价装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种泥饼封堵评价装置，包括外釜体、釜盖、模拟套管、人工地层、滤筒、升降电机、高精度测力计，外釜体顶部设置有釜盖，模拟套管，穿过釜盖中心部分伸入外釜体内部，并与外釜体内部空间连通，人工地层设置在外釜体内部，其内部设有圆柱状中空，人工地层中心环绕所述模拟套管，滤筒套设于所述人工地层外表面，升降电机设置在釜盖外表面，高精度测力计设置在釜盖上，并与升降电机一起与外接电脑电连接。通过设置模拟套管和人工地层及相应的外接管路，以及伸入釜体内部的测力装置，使实验装置能够尽可能地模拟真实条件下的实验状态，并在第一时间对泥饼强度进行准确测试，提高实验的准确程度。

Description

一种泥饼封堵评价装置

技术领域

本实用新型属于油井开发设备技术领域，特别是一种泥饼封堵评价装置。

背景技术

钻井液是钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称，具有支撑钻井循环、保持井眼稳定、保护油气层的作用，是钻井作业的重要组成；而泥饼则是钻井液在井下循环时向地层中产生滤失时沉积在井壁上的固相沉积物，泥饼质量的好坏会对整个钻井工艺产生很大的影响，因此对于泥饼性能的准确评价十分有必要。

目前对泥饼性能的评价主要从渗透率和强度两方面进行，常见的方式是将形成有泥饼的岩心放入驱替装置中，并以驱替液垂直泥饼的方向对其进行驱替实验，以模拟泥饼对地层产生封堵效果的情况，其装置多在竖直方向上进行实验，与地层中真实的泥饼生成特征和封堵情况均有较大的出入，从而使获得的实验数据因为实验条件的出入而存在较大误差；而对于泥饼强度的测试，目前的性能评价中多数为取出带泥饼岩心在多种条件下进行单独测试，缺少一种统一高效的方式对泥饼的强度在固定的条件下进行测试。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型目的在于提供一种泥饼封堵评价装置，使得泥饼封堵实验中的模拟条件更接近真实条件，同时引入泥饼强度测试结构，扩大考察范围，提高实验的准确性，以获得更好的评价效果。

本实用新型提供的技术方案是，提供一种泥饼封堵评价装置，包括外釜体、釜盖、模拟套管、人工地层、滤筒、升降电机、高精度测力计，所述外釜体顶部设置有釜盖；所述模拟套管穿过所述釜盖中心部分伸入外釜体内部，并与所述外釜体内部空间连通；所述人工地层设置在外釜体内部，其内部设有圆柱状中空，所述人工地层中心环绕所述模拟套管；所述滤筒套设于所述人工地层外表面；所述升降电机设置在釜盖外表面；所述高精度测力计设置在釜盖上，并与升降电机一起与外接电脑电连接。

进一步的，所述外釜体底部设置有连通所述外釜体内壁和所述滤筒的夹层空间的排液口，所述排液口经排液管路与集液量筒相连。

进一步的，所述釜盖表面还设置有连通所述人工地层圆柱状中空和出液管路的出液口。

进一步的，所述模拟套管顶部设置有连通所述模拟套管内部和进液管路的进液口。

进一步的，所述出液管路与所述进液管路分别与料罐相连，所述进液管路上设置有循环泵。

进一步的，所述循环泵与所述料罐相连的管路上还设置有三通阀，所述三通阀还连接到外部注水管路。

进一步的，所述高精度测力计上设置有与所述升降电机相连的升降丝杆，所述升降丝杆与伸入所述人工地层圆柱状中空的测试连杆相连，所述测试连杆与所述外接电脑电连接。

进一步的，所述测试连杆包括刮针、测力头、拉力弹簧，所述测力头经所述拉力弹簧与所述测试连杆轴向连接，所述刮针设置在所述测力头上，并指向所述人工地层。

进一步的，所述刮针尖端与所述人工地层之间的水平距离为1mm。

进一步的，所述外釜体内部底面上还设置有定位挡板。

与现有技术相比，上述技术方案具有如下优点：

1、通过设置模拟套管和人工地层及相应的外接管路，使实验装置能够尽可能地贴近真实条件下的钻井液循环状态，从而更加准确地模拟出泥饼在地层上的附着情况，提高实验的准确程度。

2、在釜盖上设有丝杆、电机、高精度测力计、测试连杆，组成的测力装置伸入釜体内，使测试连杆上的刮针可与滤失实验后形成的泥饼接触，通过测试连杆的上下位移和弹性构件的力反馈，测出刮针在泥饼中运动的所受反剪切力的强度，并反馈至外接电脑上进行处理分析，使装置在评价泥饼封堵情况的同时，可第一时间对泥饼强度进行准确测试。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型结构示意图；

图2是测试连杆顶端剖面结构示意图；

图中1外釜体，2釜盖，3模拟套管，4人工地层，5滤筒，6定位挡板，7排液口，8出液口，9进液口，10升降丝杆，11升降电机，12高精度测力计，13测试连杆，14集液量筒，15外接电脑，16循环泵，17三通阀，18料罐，19刮针，20测力头，21拉力弹簧。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明。

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式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方式。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可以不对其进行进一步定义和解释。

参见图1至图2，本实施例中，外釜体1顶部设置有釜盖2，模拟套管3穿过釜盖2中心部分伸入外釜体1内部，并与外釜体1内部空间连通，人工地层4设置在外釜体1内部，其内部设有圆柱状中空，人工地层4中心环绕模拟套管3，滤筒5套设于人工地层4外表面，升降电机11设置在釜盖2外表面，高精度测力计12设置在釜盖2上，并与升降电机11一起与外接电脑15电连接，外釜体1底部设置有连通外釜体1内壁和滤筒5的夹层空间的排液口7，排液口7经排液管路与集液量筒14相连，釜盖2表面还设置有连通人工地层4圆柱状中空和出液管路的出液口8，模拟套管3顶部设置有连通模拟套管3内部和进液管路的进液口9，出液管路与进液管路分别与料罐18相连，进液管路上设置有循环泵16，循环泵16与所述料罐18相连的管路上还设置有三通阀17，三通阀17还连接到外部注水管路，高精度测力计12上设置有与升降电机11相连的升降丝杆10，升降丝杆10与伸入人工地层圆柱状中空的测试连杆13相连，测试连杆13与外接电脑15电连接，测力头20经拉力弹簧21与测试连杆13轴向连接，刮针19设置在测力头20上，并指向人工地层4，刮针19尖端与人工地层4之间的水平距离为1mm，外釜体1内部底面上还设置有定位挡板6。

本实用新型在使用时：

将实验所需加工完成的人工地层4放入外釜体1中，并经过定位挡板6卡设好位置,之后在人工地层4侧表面套设一层滤筒5，使人工地层4的位置固定。

人工地层4安装完成后即盖上釜盖2，此时人工地层4位置受定位挡板6固定，可确保测试连杆13上的刮针19尖端与人工地层4内表面的水平距离为1mm，之后将釜盖2上的出液口8和进液口9分别与出液管路和进液管路相连，并在相应位置设置循环泵16、三通阀17和料罐18，同时在排液口7处连接排液管路和集液量筒14，最后将升降电机11、高精度测力计12、测试连杆13分别与外接电脑15电连接。

在封堵实验时，将三通阀17调至连通出液管路和进液管路，使用循环泵16从料罐18中将钻井液从模拟套管3中注入外釜体1中，并从出液口8返回出液管路，形成液体循环，有效模拟实际施工中的钻井液循环；按实验要求循环一定时间之后，在人工地层4内表面形成泥饼，此时改变三通阀17的连接通道，即可将外部实验用水注入外釜体1中，再关闭出液管路上的阀门，使得实验用水依次穿过泥饼、人工地层4、滤筒5进入排液管路被排出外釜体1，经集液量筒14即可完成对泥饼封堵性能的评价。

泥饼强度实验则是在泥饼形成后，从排液管路中排去剩余钻井液，通过外接电脑15控制升降电机11引导升降丝杆10上下运动，使得测试连杆13上与之相连的刮针19对泥饼产生刮擦，刮擦产生的反剪切力被拉力弹簧21和测力头20收集到后传递至测试连杆13，再由测试连杆13传递至高精度测力计12，并由高精度测力计12转化为电信号发送至外接电脑15进行处理分析，通过对比不同条件下生成的泥饼在刮针19刮擦时产生的反剪切力的大小，对不同条件下生成的泥饼的强度进行对比测试，强度实验在生成泥饼后即可直接进行，操作方快捷，避免了转移泥饼进行单独的强度测试时所带来的系统误差。

在本实用新型的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的限制。

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实施例揭露的技术范围内，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的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种泥饼封堵评价装置，其特征在于，包括外釜体(1)、釜盖(2)、模拟套管(3)、人工地层(4)、滤筒(5)、升降电机(11)、高精度测力计(12)，所述外釜体(1)顶部设置有釜盖(2)；所述模拟套管(3)穿过所述釜盖(2)中心部分伸入外釜体(1)内部，并与所述外釜体(1)内部空间连通；所述人工地层(4)设置在外釜体(1)内部，其内部设有圆柱状中空，所述人工地层(4)中心环绕所述模拟套管(3)；所述滤筒(5)套设于所述人工地层(4)外表面；所述升降电机(11)设置在釜盖(2)外表面；所述高精度测力计(12)设置在釜盖(2)上，并与升降电机(11)一起与外接电脑(15)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种泥饼封堵评价装置，其特征在于：所述外釜体(1)底部设置有连通所述外釜体(1)内壁和所述滤筒(5)的夹层空间的排液口(7)，所述排液口(7)经排液管路与集液量筒(14)相连。

3.根据权利要求1所述的一种泥饼封堵评价装置，其特征在于：所述釜盖(2)表面还设置有连通所述人工地层(4)圆柱状中空和出液管路的出液口(8)。

4.根据权利要求3所述的一种泥饼封堵评价装置，其特征在于：所述模拟套管(3)顶部设置有连通所述模拟套管(3)内部和进液管路的进液口(9)。

5.根据权利要求4所述的一种泥饼封堵评价装置，其特征在于：所述出液管路与所述进液管路分别与料罐(18)相连，所述进液管路上设置有循环泵(16)。

6.根据权利要求5所述的一种泥饼封堵评价装置，其特征在于：所述循环泵(16)与所述料罐(18)相连的管路上还设置有三通阀(17)，所述三通阀(17)还连接到外部注水管路。

7.根据权利要求1所述的一种泥饼封堵评价装置，其特征在于：所述高精度测力计(12)上设置有与所述升降电机(11)相连的升降丝杆(10)，所述升降丝杆(10)与伸入所述人工地层圆柱状中空的测试连杆(13)相连，所述测试连杆(13)与所述外接电脑(15)电连接。

8.根据权利要求7所述的一种泥饼封堵评价装置，其特征在于：所述测试连杆(13)包括刮针(19)、测力头(20)、拉力弹簧(21)，所述测力头(20)经所述拉力弹簧(21)与所述测试连杆(13)轴向连接，所述刮针(19)设置在所述测力头(20)上，并指向所述人工地层(4)。

9.根据权利要求8所述的一种泥饼封堵评价装置，其特征在于：所述刮针(19)尖端与所述人工地层(4)之间的水平距离为1mm。

10.根据权利要求1所述的一种泥饼封堵评价装置，其特征在于：所述外釜体(1)内部底面上还设置有定位挡板(6)。

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