CN212932219U - 一种井筒模拟承压和漏失装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种井筒模拟承压和漏失装置，涉及井筒凝胶承压测试技术领域，解决现有承压试验装置模拟测试结果偏差较大的问题,包括模拟井筒，模拟井筒连接有岩心驱替加压装置和温度控制系统模拟井筒的下端沿模拟井筒周向均匀设有多个可测流量的裂缝模拟测量装置，裂缝模拟测量装置包括模拟裂缝的铁岩心、固定铁岩心的岩心夹持器以及流量采集装置，岩心夹持器与模拟井筒转动连接且岩心夹持器的内腔与模拟井筒的内腔连通，岩心夹持器与流量采集装置连通；本实用新型多向模拟与单向模拟裂缝角度可调相结合，更加贴近实际的模拟井筒四周的多向的不规则的裂缝情况，尽可能缩小模拟测试结果与实际情况之间的偏差，从而有效提高模拟结果的可靠性。

Description

一种井筒模拟承压和漏失装置

技术领域

本实用新型涉及井筒凝胶承压测试技术领域，具体涉及一种井筒模拟承压和漏失装置。

背景技术

目前应用较多的修井堵漏方法是聚合物交联技术、聚合物桥键吸附技术、暂堵颗粒桥堵技术，堵剂有聚合物冻胶、聚合物凝胶、高分子暂堵颗粒、固相颗粒、纤维等，然而冻胶存在交联时机控制难度大、破胶水化不彻底、降解不完全等问题，常用的堵漏防漏措施是高粘液与堵剂配制成暂堵压井液，暂堵压井液注入漏层后，堵剂在近井带堆集形成暂堵层，利用暂堵层将修井液与地层隔离开，防止修井液漏入地层，避免因修井液与地层水因配伍性差生成絮体、盐垢堵塞孔道，损害气层，但纯暂堵颗粒在碳酸盐岩储层中堵漏效果差、易堆积在井内封隔器等大尺寸工具处造成卡钻事故、堵后产能恢复效果差等问题。

因此，暂堵压井液的性能和选择尤为重要，在暂堵压井液投入实际生产之前对其承压能力进行模拟试验，可以有效获得暂堵压井液在不同方位、不同缝宽裂缝下的承压能力，则可以提高暂堵压井液在现场堵漏作业的成功率，然而，目前的承压试验装置结构简单，裂缝模拟模块方向固定，无法真实模拟实际井筒四周储层均有不规则的裂缝或缝网的实际情况，模拟测试结果与实际情况存在较大偏差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决现有承压试验装置因无法真实模拟实际井筒周围多向不规则裂缝的情况而造成模拟测试结果偏差较大的问题，本实用新型提供一种可以多方位多向模拟的井筒模拟承压和漏失装置。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种井筒模拟承压和漏失装置，包括模拟井筒，模拟井筒连接有岩心驱替加压装置和温度控制系统，所述模拟井筒的下端沿模拟井筒周向均匀设有多个可测流量的裂缝模拟测量装置，所述裂缝模拟测量装置包括模拟裂缝的铁岩心、固定铁岩心的岩心夹持器以及流量采集装置，所述岩心夹持器与模拟井筒转动连接且岩心夹持器的内腔与模拟井筒的内腔连通，岩心夹持器与流量采集装置连通。

优选地，所述铁岩心包括两块相同的金属半圆柱体，两个金属半圆柱体的矩形平面沿轴向开设有一个贯穿半圆柱体两端的凹槽，两块金属半圆柱体对拼后两个凹槽形成一道截面为矩形的裂缝。

优选地，所述岩心夹持器包括横截面为圆环形的可容纳两块对拼后的金属半圆柱体在内的外筒，所述外筒的一端与模拟井筒的外壁密封转动连接，外筒的另一端连接有可拆卸的密封端盖，所述密封端盖与流量采集装置连通；所述模拟井筒的周壁上设有与外筒的内腔相对应的且直径小于金属半圆柱体直径的通孔。

优选地，所述外筒内设有可套设在两个金属半圆柱体外壁的橡胶套，所述外筒上设有贯穿外筒壁与橡胶套的内腔连通的加压口，所述加压口连通有液压泵，所述液压泵上连接有压力表。

优选地，所述流量采集装置包括量筒，所述密封端盖外接有管线，管线连通至量筒。

优选地，岩心驱替加压装置包括与模拟井筒内腔连通的管道，管道的另一端连接至储水箱的出口，所述储水箱连接有恒速恒压泵，恒速恒压泵连接有空气压缩机；管道的管壁设有压力采集系统和流量采集系统。

优选地，所述压力采集系统包括压力计，所述压力计通过数据线连通至后台主机；所述流量采集系统包括流量计，所述流量计通过数据线连通至后台主机。

优选地，所述温度控制系统包括固定于模拟井筒壁上的电热件以及与电热件电性连接的温度控制器。

优选地，所述模拟井筒内设有转子，转子由电机驱动旋转。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型的井筒模拟承压和漏失装置在模拟井筒的下端沿模拟井筒周向均匀设有多个可测流量的裂缝模拟测量装置，方便真实模拟实际井筒四周存在多个裂缝的情况，裂缝模拟测量装置包括模拟不同规格裂缝的铁岩心、固定铁岩心的岩心夹持器以及流量采集装置，岩心夹持器与模拟井筒转动连接，方便灵活调整不同方向铁岩心的裂缝的角度，多向模拟与每个模拟裂缝角度可调相结合，更加贴近实际的模拟井筒四周的多向的不规则的裂缝情况，尽可能缩小模拟测试结果与实际情况之间的偏差，从而有效提高模拟结果的可靠性；

2、本实用新型的铁岩心采用两块相同的金属半圆柱体，两个金属半圆柱体的矩形平面沿轴向开设有一个贯穿半圆柱体两端的凹槽，两块金属半圆柱体对拼后两个凹槽形成一道截面为矩形的裂缝，这样，在金属半圆柱体上设置不同尺寸的凹槽就可以灵活模拟不同宽度的裂缝情况，且两块金属半圆柱体对拼的模式方便灵活展开两块金属半圆柱体对其凹槽内的凝胶进行观察；

3、本实用新型的岩心夹持器设置为仿形结构，方便两块对拼后的金属半圆柱体的固定及拆装，外筒的一端与模拟井筒的外壁密封转动连接，可以通过旋转岩心夹持器的手段达到铁岩心上裂缝角度的灵活调节；模拟井筒的周壁上设有与外筒的内腔相对应的且直径小于金属半圆柱体直径的通孔达到与岩心夹持器的连通并起到限位金属半圆柱体的作用，整体结构简单实用；

4、本实用新型的外筒内设有可套设在两个金属半圆柱体外壁的橡胶套，所述外筒上设有贯穿外筒壁与橡胶套的内腔连通的加压口，所述加压口连通有液压泵，所述液压泵上连接有压力表，通过液压泵向橡胶套内注压，使橡胶套膨胀套紧在两个金属半圆柱体外壁上，起到对两个金属半圆柱体加围压而紧密其间隙的作用，有效防止凝胶在高压条件下被挤到岩心周边，进一步提高其模拟结果的可靠性；

5、本实用新型的模拟井筒内设有转子，转子由电机驱动旋转，可对凝胶(或凝胶颗粒)进行充分搅拌，进一步真实模拟实际井筒中凝胶的翻转，以确保凝胶的质地保持稳定。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型模拟井筒的俯视图；

图3是本实用新型金属半圆柱体结构示意图；

图4是本实用新型两个金属半圆柱体对拼形成铁岩心结构示意图。

附图标记：1-模拟井筒、2-管道、3-压力计、4-流量计、5-储水箱、6-恒温恒压泵、7-空气压缩机、8-安装座、801-通孔、9-外筒、10-橡胶套、11-金属半圆柱体、12-裂缝、13-密封端盖、14-量筒、15-阀门、16-凝胶管道、17-液压泵、18-压力表、19-加压口、20-凹槽、21-电机、22-转子。

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，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例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例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

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，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供一种井筒模拟承压和漏失装置，包括模拟井筒1，模拟井筒1连接有岩心驱替加压装置和温度控制系统，所述模拟井筒1的下端沿模拟井筒1周向均匀设有多个可测流量的裂缝模拟测量装置，在本实施例中，模拟井筒1的下端沿模拟井筒1周向均匀设有四个裂缝模拟测量装置，每个裂缝模拟测量装置包括模拟裂缝12的铁岩心、固定铁岩心的岩心夹持器以及流量采集装置，岩心夹持器与模拟井筒1转动连接且岩心夹持器的内腔与模拟井筒1的内腔连通，岩心夹持器的出口端与流量采集装置连通。

其中，岩心驱替加压装置包括与模拟井筒1内腔连通的管道2，管道2的另一端连接至储水箱5的出口，所述储水箱5连接有恒速恒压泵，恒速恒压泵连接有空气压缩机7；管道2的管壁设有压力采集系统和流量采集系统，压力采集系统包括压力计3，压力计3安装于管道2上并通过数据线连通至后台主机；流量采集系统包括流量计4，流量计4安装于管道2上并通过数据线连通至后台主机。压力计3和流量计4采集凝胶的承压能力、漏失量等参数，数据回传后台主机方便记录以及后续的分析。

温度控制系统包括固定于模拟井筒1壁上的电热件，电热件与温度控制器电性连接，温度控制系统用于对模拟井筒1加热并模拟地层温度，其中电热件根据时间需要和模拟井筒1的结构选择常规的电热丝或其他加热件均可，在此不做唯一性限定。

使用本实用新型时，通过岩心夹持器固定铁岩心，打开模拟井筒1的井盖将凝胶倒入模拟井筒1，然后密闭模拟井筒1，通过温度控制系统对模拟井筒1升温使凝胶凝固；经过预设时间段后关闭温度控制器，待模拟井筒1冷却后打开模拟井筒1，确保凝胶完成固化后重新密闭模拟井筒1；旋转岩心夹持器(可以同步多向或单向或选择向模拟，单向或选择向模拟时，其他方向的岩心夹持器处于封闭状态，封闭方式采用安装实心铁岩心或封堵流量采集装置阀门均可)，调整裂缝的模拟角度，检查并启动岩心驱替加压装置，控制加压流体(油气水)的流量，对凝胶加压并记录压力；按一定梯度逐渐加压，直至岩心夹持器的出口端有凝胶流出，流量采集装置采集凝胶流量，与压力对应，流量稳定后的压力即为承受压力。实验完成后泄掉岩心驱替加压装置压力进行清理即可。

实施例2

如图3和图4所示，本实施例在实施例1的基础上进一步优化，具体地为：

铁岩心包括两块相同的金属半圆柱体11，两个金属半圆柱体11的矩形平面沿轴向开设有一个贯穿半圆柱体两端的凹槽20，两块金属半圆柱体11对拼后两个凹槽20形成一道截面为矩形的裂缝12，实际地层中的裂缝宽度不同，在模拟不同缝宽时，选用不同槽深的金属半圆柱体11即可，比如，需要2mm裂缝12时，仅需将两个槽深1mm的金属半圆柱体11对拼既可。

实施例3

如图1所示，本实施例在实施例1和实施例2的基础上进一步优化，具体地为：

岩心夹持器包括横截面为圆环形的直径与金属半圆柱体11直径适配的可容纳两块对拼后的金属半圆柱体11在内的外筒9，所述外筒9的一端与模拟井筒1的外壁密封转动连接，外筒9的另一端连接有可拆卸的密封端盖13，所述密封端盖13与流量采集装置连通；所述模拟井筒1的周壁上设有与外筒9的内腔相对应的且直径小于金属半圆柱体11直径的通孔801。具体地，模拟井筒1的外壁上固定有安装座8，安装座8上设有与外筒9的内腔相对应的且直径小于金属半圆柱体11直径的通孔801，通孔801与模拟井筒1内腔连通，外筒9转动连接在安装座8上。

作为本实施例的优选实施方式，流量采集装置包括量筒14，所述密封端盖13外接有凝胶管道16，凝胶管道16上安装有阀门15，凝胶管道16外接有管线，管线连通至量筒14，岩心夹持器的出口流出的凝胶经管线进入量筒14，确认凝胶流出量。

岩心夹持器设置为仿形结构，方便两块对拼后的金属半圆柱体11的固定及拆装，外筒9的一端与安装座8转动连接，可以通过旋转岩心夹持器的手段达到铁岩心上裂缝12的角度的灵活调节；通孔801的直径小于金属半圆柱体11直径，能够对金属半圆柱体11的端部起到限位作用，整体结构简单实用。

实施例4

如图1所示，本实施例在实施例1、实施例2和实施例3的基础上进一步优化，具体地为：

外筒9内设有可套设在两个金属半圆柱体11外壁的橡胶套10，外筒9上设有贯穿外筒9壁与橡胶套10的内腔连通的加压口19，加压口19连通有液压泵17，液压泵17上连接有压力表18。通过液压泵17向橡胶套10内注压，使橡胶套10膨胀套紧在两个金属半圆柱体11外壁上，对两个金属半圆柱体11起到加围压而紧密其间隙的作用，有效防止凝胶在高压条件下被挤到岩心周边，进一步提高其模拟结果的可靠性。

实施例5

如图1所示，本实施例在实施例1至实施例4的基础上进一步优化，具体地为：

模拟井筒1内设有转子22，转子22由安装在模拟井筒1底部的电机21驱动旋转，对凝胶进行充分搅拌，进一步真实模拟实际井筒中凝胶的翻转，以确保凝胶的质地保持稳定。

Claims (9)

1.一种井筒模拟承压和漏失装置，包括模拟井筒(1)，模拟井筒(1)连接有岩心驱替加压装置和温度控制系统，其特征在于，所述模拟井筒(1)的下端沿模拟井筒(1)周向均匀设有多个可测流量的裂缝模拟测量装置，所述裂缝模拟测量装置包括模拟裂缝(12)的铁岩心、固定铁岩心的岩心夹持器以及流量采集装置，岩心夹持器与模拟井筒(1)转动连接且岩心夹持器的内腔与模拟井筒(1)的内腔连通，岩心夹持器与流量采集装置连通。

2.根据权利要求1所述的一种井筒模拟承压和漏失装置，其特征在于，所述铁岩心包括两块相同的金属半圆柱体(11)，两个金属半圆柱体(11)的矩形平面沿轴向开设有一个贯穿半圆柱体两端的凹槽(20)，两块金属半圆柱体(11)对拼后两个凹槽(20)形成一道截面为矩形的裂缝(12)。

3.根据权利要求2所述的一种井筒模拟承压和漏失装置，其特征在于，所述岩心夹持器包括横截面为圆环形的直径与金属半圆柱体(11)适配可容纳两块对拼后的金属半圆柱体(11)在内的外筒(9)，所述外筒(9)的一端与模拟井筒(1)的外壁密封转动连接，外筒(9)的另一端连接有可拆卸的密封端盖(13)，所述密封端盖(13)与流量采集装置连通；所述模拟井筒(1)的周壁上设有与外筒(9)的内腔相对应的且直径小于金属半圆柱体(11)直径的通孔(801)。

4.根据权利要求3所述的一种井筒模拟承压和漏失装置，其特征在于，所述外筒(9)内设有可套设在两个金属半圆柱体(11)外壁的橡胶套(10)，所述外筒(9)上设有贯穿外筒(9)壁与橡胶套(10)的内腔连通的加压口(19)，所述加压口(19)连通有液压泵(17)，所述液压泵(17)上连接有压力表(18)。

5.根据权利要求3所述的一种井筒模拟承压和漏失装置，其特征在于，所述流量采集装置包括量筒(14)，所述密封端盖(13)外接有阀门(15)及管线，管线连通至量筒(14)。

6.根据权利要求1所述的一种井筒模拟承压和漏失装置，其特征在于，岩心驱替加压装置包括与模拟井筒(1)内腔连通的管道(2)，管道(2)的另一端连接至储水箱(5)的出口，所述储水箱(5)连接有恒速恒压泵，恒速恒压泵连接有空气压缩机(7)；管道(2)的管壁设有压力采集系统和流量采集系统。

7.根据权利要求6所述的一种井筒模拟承压和漏失装置，其特征在于，所述压力采集系统包括压力计(3)，所述压力计(3)通过数据线连通至后台主机；所述流量采集系统包括流量计(4)，所述流量计(4)通过数据线连通至后台主机。

8.根据权利要求1所述的一种井筒模拟承压和漏失装置，其特征在于，所述温度控制系统包括固定于模拟井筒(1)壁上的电热件以及与电热件电性连接的温度控制器。

9.根据权利要求1所述的一种井筒模拟承压和漏失装置，其特征在于，所述模拟井筒(1)内设有转子(22)，转子(22)由电机(21)驱动旋转。

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