CN212432828U - 一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，包括主框架，自锁式万向轮，材料容器，加压头，液压泵，多路阀，手动液压泵，油缸；主框架底部设置有所述自锁式万向轮；材料容器设置在主框架内；主框架上分别设置有两组液压泵，分别与指向材料容器的侧面和顶面的加压头相连接；多路阀设置在主框架上，并与液压泵经过管路连接；手动液压泵与油缸均设置在主框架底面上，两者经管路连接，手动液压泵与多路阀经管路连接。通过以上设计，可对堵漏材料微观接触的详细过程进行研究，并形成模拟钻井堵漏材料微观接触的加压方法，可模拟实际堵漏过程中多采用的不同类型堵漏材料复配，模拟研究的适用范围广泛，加压方法贴近实际情况，实验效果良好。

Description

一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置

技术领域

本实用新型属于油气开发物理模拟实验装置技术领域，特别是一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置。

背景技术

随着油气钻探开发逐渐向深部地层发展，在钻探作业中常常会面对发育情况较复杂的深部地层裂缝，此类地层裂缝容易导致油气井工作液大量漏失，因此需要对容易产生漏失的地层段实施堵漏措施。而当堵漏材料进入漏失层段时，会形成封堵层，阻止工作液进入地层，堵漏材料的稳定性则成为了决定堵漏成败的关键因素，因此研究堵漏材料在地层中的稳定性就显得十分重要，而研究封堵层的稳定性，就需要明确其在承受压力时，堵漏材料的微观接触情形，从原理上对堵漏材料的的作用发挥过程进行仔细研究，进而详细分析其后续受力的演化过程，为堵漏材料的后续开发和性能评价打下理论基础。

本领域现有的实验装置多数通过在地层裂缝模拟装置中填充堵漏材料后注入模拟液，模拟堵漏材料在地层条件下的对模拟液的作用情况，以此评价堵漏材料的性能，然而，此类评价方法得到的结果只是承压后封堵材料的工作性能优劣情况，对于封堵层中堵漏材料受力后其本身的作用原理和封堵特性，即堵漏材料在压力条件下发生接触与变化的详细过程，却无法做到重点的描述和考察。因此，研制开发一种能够对堵漏材料微观接触进行观察，对堵漏材料的的封堵原理进行全面探究的加压装置，对封堵层结构稳定性研究来说是具有重要意义的。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型目的在于提供一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，在可视化条件下对堵漏材料进行加压，从而得到堵漏材料微观接触的详细过程，为裂缝封堵层多尺度结构研究提供理论依据。

本实用新型提供的技术方案是，提供一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，包括主框架，自锁式万向轮，材料容器，加压头，液压泵，多路阀，手动液压泵，油缸；所述主框架底部设置有所述自锁式万向轮；所述材料容器设置在主框架内；主框架上分别设置有两组所述液压泵，液压泵分别与指向材料容器的侧面和顶面的所述加压头相连接；所述多路阀设置在主框架上，并与液压泵经过管路连接；所述手动液压泵与所述油缸均设置在主框架底面上，两者经管路连接，手动液压泵与多路阀经管路连接。

进一步的，所述材料容器包括回形金属框、透明板、垫板，所述垫板为不完全回形结构，两组所述透明板中间夹设有垫板构成容纳空间，两组所述回字金属框分别夹设在两组透明板外侧。

进一步的，所述垫板的厚度取值为5mm或10mm。

进一步的，所述回形金属框、透明板、垫板均通过螺栓固定连接。

进一步的，所述透明板为透明耐压材料构成。

进一步的，所述材料容器侧面和顶面均设置有透明板与垫板组成的开口，所述开口中分别设置有加压板。

进一步的，所述加压板厚度略小于垫板厚度，其厚度差小于1mm，加压板的长度与所述开口长度相同，加压板的宽度大于回形金属框的宽度10mm。

进一步的，所述材料容器内部填充有堵漏材料。

进一步的，所述多路阀上设置有控制与多路阀相连接的管路开关的油路开关。

进一步的，多路阀与液压泵的连接管路包括进油管路和出油管路，所述进油管路上设置有压力表。

与现有技术相比，上述技术方案具有如下优点：

1、装载堵漏材料的容器上设置有可视区域，能够直观地观察加压过程中堵漏材料微观接触的情况，从而可对堵漏材料微观接触的详细过程进行研究。

2、通过设置的连接管路与多路阀，使得加压过程平稳易控制，此装置加压到预定压力后，即可通过控制油路开关保持对加压头提供的压力，确保实验的顺利进行，也使得后续加压过程平稳可控，在对容器内的堵漏材料接触情况的信息进行收集时，保证收集效果。

3、装置底部设有自锁式万向轮，便于装置的整体移动和在相应位置设置实验信息收集设备。

4、形成了模拟钻井堵漏材料微观接触的加压方法，堵漏材料类型广泛，球形、片状及纤维材料均可置于透明容器中加压观察，也可使用模拟堵漏材料形状的光弹材料进行光弹实验，或模拟实际堵漏过程中多采用的不同类型堵漏材料复配，模拟研究的适用范围广泛，加压方法贴近实际情况，实验效果良好。

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是材料容器的爆炸图；

图中1主框架，2自锁式万向轮，3材料容器，4加压板，5加压头，6液压泵，7堵漏材料，8多路阀，9压力表，10手动液压泵，11油缸，31回形金属框，32透明板，33垫板，81油路开关。

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、图2，本实施例中，一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，主框架1底部设置有自锁式万向轮2，材料容器3设置在主框架1内，主框架1上分别设置有两组液压泵6，液压泵6分别与指向材料容器3的侧面和顶面的加压头5相连接，多路阀8设置在主框架1上，并与液压泵6经过管路连接，手动液压泵10与油缸11均设置在主框架1底面上，两者经管路连接，手动液压泵10与多路阀8经管路连接；材料容器3包括回形金属框31、透明板32、垫板33，垫板33为不完全回形结构，两组透明板32中间夹设有垫板33构成容纳空间，两组所述回字金属框31分别夹设在两组透明板32外侧；垫板33的厚度取值为10mm；回形金属框31、透明板32、垫板33均通过螺栓固定连接；透明板33为透明耐压材料构成；材料容器3侧面和顶面均设置有透明板32与垫板33组成的开口，开口中分别设置有加压板4；加压板4的厚度比垫板33的厚度小0.5mm，加压板4的长度与所述开口长度相同，加压板4的宽度大于回形金属框31的宽度10mm；材料容器3内部填充有堵漏材料7；多路阀8上设置有控制与多路阀8相连接的管路开关的油路开关81，多路阀8与液压泵6的连接管路包括进油管路和出油管路，进油管路上设置有压力表9。

主框架1底部设置有自锁式万向轮2，便于装置整体的移动，通过锁死自锁式万向轮2则可以确保装置位置的固定。

材料容器3设置在主框架1内，主框架1上分别设置有两组液压泵6，液压泵6分别与指向材料容器3的侧面和顶面的加压头5相连接，从而使得液压泵6可以推动加压头5分别向材料容器3的侧面和顶面移动。

多路阀8设置在主框架1上，并与液压泵6经过管路连接，手动液压泵10与油缸11均设置在主框架1底面上，两者经管路连接，手动液压泵10与多路阀8经管路连接，这样的设计使液压泵6的动力由手动液压泵10和油缸11中的液压油提供，采用多路阀8的可以对材料容器3侧面和顶面的液压泵6进行分别控制，而采用手动液压泵10则可以更好的掌握压力的变化，使其实验压力可以精确保持在某一个点上。

材料容器3包括回形金属框31、透明板32、垫板33，垫板33为不完全回形结构，两组透明板32中间夹设有垫板33构成容纳空间，两组所述回字金属框31分别夹设在两组透明板32外侧，垫板33的厚度取值为10mm，回形金属框31、透明板32、垫板33均通过螺栓固定连接，透明板33为透明耐压材料构成，材料容器3内部填充有堵漏材料7，这样回形金属框31、透明板32、垫板33就形成了一个在侧面和顶面有开口，内部拥有10mm厚的中空空间的立方体结构材料容器3，同时这个材料容器3前后两个最宽的面为透明状态，一方面可以承受加压头5传导给堵漏材料7的压力，另一方面透明面可将内部堵漏材料7的受力后相互作用的状态清晰地展现出来，可以使用垂直于透明板32设置的相机等摄像装置对整个加压过程中的堵漏材料7变化过程进行完整记录。

材料容器3侧面和顶面均设置有透明板32与垫板33组成的开口，开口中分别设置有加压板4，加压板4的厚度比垫板33的厚度小0.5mm，加压板4的长度与所述开口长度相同，加压板4的宽度大于回形金属框31的宽度10mm，由此加压板4恰好能够放入开口中，并在加压头5对应的方向上延伸出一段，便于加压头5进行加压，从而对内部的堵漏材料7施加作用力。

多路阀8上设置有控制与多路阀8相连接的管路开关的油路开关81，多路阀8与液压泵6的连接管路包括进油管路和出油管路，进油管路上设置有压力表9，多路阀8通过油路开关81控制，分别转换两组液压泵6的加压与泄压，进油管路上的压力表9用于监测加压时的压力。

本实用新型的工作流程为：

根据研究需求选取适量大小、比例的堵漏材料7，在容器侧面开口填入加压板4的情况下，按实验要求的排列方式放入回形金属框31、透明板32、垫板33组成的材料容器3中，保证侧面加压板4前端与容器内壁处于同一直线，填充完堵漏材料7之后，在顶端开口中放入加压板4，再将容器平稳放置在主框架1底面上，保证侧面和顶面的加压板4分别正对侧面和顶面的加压头5，之后设置相机正对透明板32拍照，以获取实验图像。在调整好设备位置记录初始图像后，操作手动液压泵10对多路阀8内注压，并调节油路开关81使得侧面与顶面的液压泵6分别承受实验所需压力，并由与之相连的加压头5传递给加压板4，以达到对堵漏材料7进行挤压的作用，其压力值由压力表9记录，在加压的同时根据时间变化对相应压力条件下的堵漏材料7状态进行拍照，直至结构破坏或达到实验要求；加压完成后，通过调节油路开关81排出液压油使侧面和顶面上的加压头5退回，再取出材料容器3依次拆除即可。

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)

1.一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，其特征在于，包括主框架(1)，自锁式万向轮(2)，材料容器(3)，加压头(5)，液压泵(6)，多路阀(8)，手动液压泵(10)，油缸(11)；所述主框架(1)底部设置有所述自锁式万向轮(2)；所述材料容器(3)设置在主框架(1)内；主框架(1)上分别设置有两组所述液压泵(6)，液压泵(6)分别与指向材料容器(3)的侧面和顶面的所述加压头(5)相连接；所述多路阀(8)设置在主框架(1)上，并与液压泵(6)经过管路连接；所述手动液压泵(10)与所述油缸(11)均设置在主框架(1)底面上，两者经管路连接，手动液压泵(10)与多路阀(8)经管路连接。

2.根据权利要求1所述的一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，其特征在于：所述材料容器(3)包括回形金属框(31)、透明板(32)、垫板(33)，所述垫板(33)为不完全回形结构，两组所述透明板(32)中间夹设有垫板(33)构成容纳空间，两组所述回形金属框(31)分别夹设在两组透明板(32)外侧。

3.根据权利要求2所述的一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，其特征在于：所述垫板(33)的厚度取值为5mm或10mm。

4.根据权利要求2所述的一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，其特征在于：所述回形金属框(31)、透明板(32)、垫板(33)均通过螺栓固定连接。

5.根据权利要求2所述的一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，其特征在于：所述透明板(32)为透明耐压材料构成。

6.根据权利要求2所述的一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，其特征在于：所述材料容器(3)侧面和顶面均设置有透明板(32)与垫板(33)组成的开口，所述开口中分别设置有加压板(4)。

7.根据权利要求6所述的一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，其特征在于：所述加压板(4)厚度略小于垫板(33)厚度，其厚度差小于1mm，加压板(4)的长度与所述开口长度相同，加压板(4)的宽度大于回形金属框(31)的宽度10mm。

8.根据权利要求1所述的一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，其特征在于：所述材料容器(3)内部填充有堵漏材料(7)。

9.根据权利要求1所述的一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，其特征在于：所述多路阀(8)上设置有控制与多路阀(8)相连接的管路开关的油路开关(81)。

10.根据权利要求1所述的一种钻井完井堵漏材料微观接触加压装置，其特征在于：多路阀(8)与液压泵(6)的连接管路包括进油管路和出油管路，所述进油管路上设置有压力表(9)。

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