CN213121846U - 一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，包括评价实验装置本体，所述评价实验装置本体包括固液分离器，所述固液分离器包括分离箱、连通并固定在分离箱顶部的进料管以及连通并固定在分离箱左侧底部的排液管，所述排液管的左端固定连接有控制阀，所述分离箱内转动安装有顶部和底部均为开口设置的过滤筒，过滤筒的外侧还设有多个过滤孔，过滤筒上焊接套设有外齿圈，进料管的底端延伸至过滤筒内。本实用新型设计合理，便于通过旋转甩水的方式快速实现钻井液与岩屑的分离，提高固液分离效率，且便于在分离后快速排出岩屑，有效的节省了分离和排出时间，降低人员等待时间，提高工作效率，满足使用需求，有利于使用。

Description

一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置

技术领域

本实用新型涉及实验设备技术领域，尤其涉及一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置。

背景技术

目前在石油工程领域，定向井钻井技术已经成为最常用的钻井技术，由于重力沉降的原因，在井壁下侧极易发生岩屑沉降堆积，岩屑堆积过多则形成岩屑床，环空岩屑堆积的后果是增大钻具的扭矩，上提下放钻具摩阻大，起下钻和下套管困难，钻具磨损大，甚至造成黏附卡钻、电测遇阻等问题，为了保持定向井的井眼清洁，对钻井液的性能参数要求较高：一是具有良好的流变参数，在一定的工程参数范围内携带能力强，能将钻屑从井下带到地面进行分离；二是具有良好的悬浮能力；三是良好的润滑性；为了确保钻井液的携岩效率，需要利用钻井液携岩效率实验装置进行实验。

经检索，授权公告号CN207660565U公开了一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，包括供液系统、模拟井筒及模拟钻杆、提升装置、岩屑添加装置、控制系统和数据采集处理系统，供液系统包括供液泵、储液罐、固液分离器、流量计、加热器和连接管路，其中加热器包括设置在储液罐内的加热棒、若干个温度传感器和温控器；模拟井筒为全尺寸的模拟井筒，包括若干节模拟井筒依次连接组成，固液分离器，为一个圆柱形罐，钻井液从罐一侧的阀门进入，在罐的上部位置有一个220目筛布，通过螺栓连接在罐的支撑板上，岩屑沉降在底部，试验结束后将底部阀门打开后直接取样称重，大大提高了数据的准确性；通过模拟定向井钻井液过程中钻井液的高温流动性，携岩效率，为定向井钻井液技术研究提供一种实验装置和评价手段。采用本实用新型装置可直观研究钻井液携岩效果，并可模拟钻井液流变参数、排量以及井斜、钻屑量与钻屑粒径对钻井液携岩效率的影响规律，真实有效地评价钻井液的携岩效率。

上述专利实现了真实有效地评价钻井液的携岩效率，但是其仍然存在一些不足，其采用固液分离器分离器分离岩屑和钻井液，再由人员拿取进行称重计算；而常规的固液分离器沉淀分离的方式，存在分离效率低的缺点，且不便于快速排出分离后的岩屑，浪费了大量的分离和取料时间，降低工作效率，不能满足使用需求，针对此现象加以改进，因此我们提出了一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，用于解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，包括评价实验装置本体，所述评价实验装置本体包括固液分离器，所述固液分离器包括分离箱、连通并固定在分离箱顶部的进料管以及连通并固定在分离箱左侧底部的排液管，所述排液管的左端固定连接有控制阀，所述分离箱内转动安装有顶部和底部均为开口设置的过滤筒，过滤筒的外侧还设有多个过滤孔，过滤筒上焊接套设有外齿圈，进料管的底端延伸至过滤筒内，分离箱的顶部一侧固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴端延伸至分离箱内并固定安装有与外齿圈相啮合的齿轮，分离箱的底部内壁上密封转动安装有出料管，出料管的前侧内壁和后侧内壁之间转动安装有横板，横板的顶部嵌装有防滑胶垫，防滑胶垫的顶部与过滤筒的底端紧密接触，出料管的底端延伸至分离箱的下方，出料管的外侧活动套设有大轴承，出料管的左侧内壁上开设有矩形孔，出料管的左侧内壁上固定安装有L形杆，且L形杆上滑动套设有竖杆，竖杆的顶端与横板的底部之间铰接有同一个倾斜设置的转动杆，竖杆的左侧固定连接有连接块，且连接块的左侧贯穿矩形孔并与大轴承的内圈内侧固定连接，所述分离箱的底部四角均固定连接有支腿，四个支腿中位于左侧的两个支腿之间固定安装有电动伸缩杆，大轴承的外圈左侧固定连接有升降座，电动伸缩杆的顶端与升降座的底部固定连接。

优选的，所述分离箱的底部内壁上开设有第一圆孔，且第一圆孔内固定套设有密封轴承，密封轴承的内侧与出料管的外侧焊接固定，出料管的外侧为圆形，出料管的内侧为方形。

优选的，所述出料管的前侧内壁和后侧内壁之间固定连接有固定轴，横板的前侧开设有第二圆孔，且第二圆孔内固定套设有两个第一轴承，第一轴承的内圈与固定轴的外侧固定套装，横板的前侧和后侧分别与出料管的前侧内壁和后侧内壁活动接触，横板的两侧均为弧形结构，横板的两侧分别与出料管的两侧内壁活动接触，横板的顶部开设有前侧和后侧均为开口设置的凹槽，且凹槽的内壁与防滑胶垫的外侧粘接固定。

优选的，所述分离箱的两侧内壁之间固定连接有第二轴承，且第二轴承的内圈与过滤筒的外侧焊接套装。

优选的，所述竖杆的底端开设有矩形槽，且矩形槽的内壁与L形杆的外侧滑动连接。

优选的，位于左侧的两个支腿相互靠近的一侧均固定连接有支撑杆，且支撑杆靠近电动伸缩杆的一端与电动伸缩杆固定连接。

优选的，所述大轴承的内圈内侧与出料管的外侧活动接触。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：

通过分离箱、进料管、排液管、过滤筒、外齿圈、驱动电机、出料管、横板、防滑胶垫、L形杆、竖杆、转动杆、矩形孔、大轴承、连接块、升降座、电动伸缩杆、固定轴、第二轴承、密封轴承与支腿相配合，钻井液及携带的岩屑经进料管进入过滤筒，启动驱动电机带动齿轮转动，齿轮通过外齿圈带动过滤筒转动，过滤筒通过防滑胶垫摩擦带动横板转动，横板通过固定轴带动出料管转动，转动中的过滤筒能够快速将钻井液经多个过滤孔甩出，实现快速固液分离，对岩屑出料时，反向启动电动伸缩杆带动升降座向下移动，升降座通过大轴承带动连接块向下移动，连接块带动竖杆在L形杆上向下滑动，竖杆带动转动杆对横板进行转动下拉，在下拉力下，横板在固定轴上向下转动并解除对过滤筒底端的封堵，此时收集在过滤筒内的岩屑自动向下经出料管快速掉出，实现快速排出岩屑的目的。

本实用新型设计合理，便于通过旋转甩水的方式快速实现钻井液与岩屑的分离，提高固液分离效率，且便于在分离后快速排出岩屑，有效的节省了分离和排出时间，降低人员等待时间，提高工作效率，满足使用需求，有利于使用。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置的结构示意图；

图2为图1的剖视结构示意图；

图3为图2中的A部分放大结构示意图。

图中：100分离箱、101进料管、102排液管、1过滤筒、2外齿圈、3驱动电机、4出料管、5横板、6防滑胶垫、7 L形杆、8竖杆、9转动杆、10矩形孔、11大轴承、12连接块、13升降座、14电动伸缩杆、15固定轴、16第二轴承、17密封轴承、18支腿。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-3，一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，包括评价实验装置本体，评价实验装置本体包括固液分离器，固液分离器包括分离箱100、连通并固定在分离箱100顶部的进料管101以及连通并固定在分离箱100左侧底部的排液管102，排液管102的左端固定连接有控制阀，分离箱100内转动安装有顶部和底部均为开口设置的过滤筒1，过滤筒1的外侧还设有多个过滤孔，过滤筒1上焊接套设有外齿圈2，进料管101的底端延伸至过滤筒1内，分离箱100的顶部一侧固定安装有驱动电机3，驱动电机3的输出轴端延伸至分离箱100内并固定安装有与外齿圈2相啮合的齿轮，分离箱100的底部内壁上密封转动安装有出料管4，出料管4的前侧内壁和后侧内壁之间转动安装有横板5，横板5的顶部嵌装有防滑胶垫6，防滑胶垫6的顶部与过滤筒1的底端紧密接触，出料管4的底端延伸至分离箱100的下方，出料管4的外侧活动套设有大轴承11，出料管4的左侧内壁上开设有矩形孔10，出料管4的左侧内壁上固定安装有L形杆7，且L形杆7上滑动套设有竖杆8，竖杆8的顶端与横板5的底部之间铰接有同一个倾斜设置的转动杆9，竖杆8的左侧固定连接有连接块12，且连接块12的左侧贯穿矩形孔10并与大轴承11的内圈内侧固定连接，分离箱100的底部四角均固定连接有支腿18，四个支腿18中位于左侧的两个支腿18之间固定安装有电动伸缩杆14，大轴承11的外圈左侧固定连接有升降座13，电动伸缩杆14的顶端与升降座13的底部固定连接，本实用新型设计合理，便于通过旋转甩水的方式快速实现钻井液与岩屑的分离，提高固液分离效率，且便于在分离后快速排出岩屑，有效的节省了分离和排出时间，降低人员等待时间，提高工作效率，满足使用需求，有利于使用。

本实用新型中，分离箱100的底部内壁上开设有第一圆孔，且第一圆孔内固定套设有密封轴承17，密封轴承17的内侧与出料管4的外侧焊接固定，出料管4的外侧为圆形，出料管4的内侧为方形，出料管4的前侧内壁和后侧内壁之间固定连接有固定轴15，横板5的前侧开设有第二圆孔，且第二圆孔内固定套设有两个第一轴承，第一轴承的内圈与固定轴15的外侧固定套装，横板5的前侧和后侧分别与出料管4的前侧内壁和后侧内壁活动接触，横板5的两侧均为弧形结构，横板5的两侧分别与出料管4的两侧内壁活动接触，横板5的顶部开设有前侧和后侧均为开口设置的凹槽，且凹槽的内壁与防滑胶垫6的外侧粘接固定，分离箱100的两侧内壁之间固定连接有第二轴承16，且第二轴承16的内圈与过滤筒1的外侧焊接套装，竖杆8的底端开设有矩形槽，且矩形槽的内壁与L形杆7的外侧滑动连接，位于左侧的两个支腿18相互靠近的一侧均固定连接有支撑杆，且支撑杆靠近电动伸缩杆14的一端与电动伸缩杆14固定连接，大轴承11的内圈内侧与出料管4的外侧活动接触，本实用新型设计合理，便于通过旋转甩水的方式快速实现钻井液与岩屑的分离，提高固液分离效率，且便于在分离后快速排出岩屑，有效的节省了分离和排出时间，降低人员等待时间，提高工作效率，满足使用需求，有利于使用。

工作原理：使用时，钻井液及携带的岩屑经进料管101进入过滤筒1，启动驱动电机3带动齿轮转动，齿轮通过与其啮合的外齿圈2带动过滤筒1转动，过滤筒1摩擦带动防滑胶垫6转动，防滑胶垫6带动横板5转动，横板5通过固定轴15带动出料管4转动，出料管4带动大轴承11的内圈转动，而大轴承11的外圈不会转动，此时转动中的过滤筒1能够快速将钻井液经多个过滤孔甩出，利用转动甩水的方式，达到快速将钻井液与岩屑分离，此时岩屑被遮挡过滤收集在过滤筒1内，打开排液管102即可将钻井液放出；

需要对收集的岩屑出料时，反向启动电动伸缩杆14，电动伸缩杆14的伸出端带动升降座13向下移动，升降座13带动大轴承11在出料管4上向下滑动，大轴承11的内圈通过连接块12带动竖杆8在L形杆7上向下滑动，竖杆8带动转动杆9对横板5进行转动下拉，在下拉力下，横板5在固定轴15上向下转动，横板5带动防滑胶垫6向下转动并与过滤筒1的底端分离，解除了对过滤筒1底端的封堵，此时收集在过滤筒1内的岩屑自动向下经出料管4快速掉出，人员只需要在出料管4的下方放置一个用于接料的盒子即可，使得能够快速排出分离后的岩屑；

再次使用时，则正向启动电动伸缩杆14带动升降座13向上回移，升降座13通过大轴承11带动连接块12向上移动，连接块12通过竖杆8带动转动杆9对横板5向上转动挤压，在挤压力下，使得横板5向上回转并带动防滑胶垫6再次挤紧封堵在过滤筒1的底端，便可再次进行分离工作。

本实用的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用中的具体含义。

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揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，包括评价实验装置本体，所述评价实验装置本体包括固液分离器，所述固液分离器包括分离箱(100)、连通并固定在分离箱(100)顶部的进料管(101)以及连通并固定在分离箱(100)左侧底部的排液管(102)，所述排液管(102)的左端固定连接有控制阀，其特征在于，所述分离箱(100)内转动安装有顶部和底部均为开口设置的过滤筒(1)，过滤筒(1)的外侧还设有多个过滤孔，过滤筒(1)上焊接套设有外齿圈(2)，进料管(101)的底端延伸至过滤筒(1)内，分离箱(100)的顶部一侧固定安装有驱动电机(3)，驱动电机(3)的输出轴端延伸至分离箱(100)内并固定安装有与外齿圈(2)相啮合的齿轮，分离箱(100)的底部内壁上密封转动安装有出料管(4)，出料管(4)的前侧内壁和后侧内壁之间转动安装有横板(5)，横板(5)的顶部嵌装有防滑胶垫(6)，防滑胶垫(6)的顶部与过滤筒(1)的底端紧密接触，出料管(4)的底端延伸至分离箱(100)的下方，出料管(4)的外侧活动套设有大轴承(11)，出料管(4)的左侧内壁上开设有矩形孔(10)，出料管(4)的左侧内壁上固定安装有L形杆(7)，且L形杆(7)上滑动套设有竖杆(8)，竖杆(8)的顶端与横板(5)的底部之间铰接有同一个倾斜设置的转动杆(9)，竖杆(8)的左侧固定连接有连接块(12)，且连接块(12)的左侧贯穿矩形孔(10)并与大轴承(11)的内圈内侧固定连接，所述分离箱(100)的底部四角均固定连接有支腿(18)，四个支腿(18)中位于左侧的两个支腿(18)之间固定安装有电动伸缩杆(14)，大轴承(11)的外圈左侧固定连接有升降座(13)，电动伸缩杆(14)的顶端与升降座(13)的底部固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，其特征在于，所述分离箱(100)的底部内壁上开设有第一圆孔，且第一圆孔内固定套设有密封轴承(17)，密封轴承(17)的内侧与出料管(4)的外侧焊接固定，出料管(4)的外侧为圆形，出料管(4)的内侧为方形。

3.根据权利要求1所述的一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，其特征在于，所述出料管(4)的前侧内壁和后侧内壁之间固定连接有固定轴(15)，横板(5)的前侧开设有第二圆孔，且第二圆孔内固定套设有两个第一轴承，第一轴承的内圈与固定轴(15)的外侧固定套装，横板(5)的前侧和后侧分别与出料管(4)的前侧内壁和后侧内壁活动接触，横板(5)的两侧均为弧形结构，横板(5)的两侧分别与出料管(4)的两侧内壁活动接触，横板(5)的顶部开设有前侧和后侧均为开口设置的凹槽，且凹槽的内壁与防滑胶垫(6)的外侧粘接固定。

4.根据权利要求1所述的一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，其特征在于，所述分离箱(100)的两侧内壁之间固定连接有第二轴承(16)，且第二轴承(16)的内圈与过滤筒(1)的外侧焊接套装。

5.根据权利要求1所述的一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，其特征在于，所述竖杆(8)的底端开设有矩形槽，且矩形槽的内壁与L形杆(7)的外侧滑动连接。

6.根据权利要求1所述的一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，其特征在于，位于左侧的两个支腿(18)相互靠近的一侧均固定连接有支撑杆，且支撑杆靠近电动伸缩杆(14)的一端与电动伸缩杆(14)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，其特征在于，所述大轴承(11)的内圈内侧与出料管(4)的外侧活动接触。

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