CN213580870U - 一种裂缝动态模拟封堵实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种裂缝动态模拟封堵实验装置，其包括:高压气源、堵漏浆储存筒、裂缝模拟封堵装置、第一液压装置、可承压橡胶套、第二液压装置、堵漏浆收集容器，高压气源的出气端与堵漏浆储存筒通过气管连通，堵漏浆储存筒与若干裂缝模拟封堵装置的前端通过管线连通，裂缝模拟封堵装置的后端与堵漏浆收集容器通过回收通道连通，可承压橡胶套固定在裂缝模拟封堵装置内壁上，第一液压装置的输出端穿设于裂缝模拟封堵装置内壁并与可承压橡胶套连通，裂缝模拟封堵装置的后端与堵漏浆收集容器通过管线连通，堵漏浆收集容器与堵漏浆储存筒通过管线连通，第二液压装置与裂缝模拟封堵装置的后端连通。

Description

一种裂缝动态模拟封堵实验装置

技术领域

本实用新型涉及油田开采技术领域，具体涉及一种裂缝动态模拟封堵实验装置。

背景技术

目前，钻井区域的针对走向深井与超深井，面临着非常规油气的开采，对钻井提出更大的挑战，井下的复杂状况更多出现。尤其是在钻进裂缝发育地层、压力衰竭地层、破碎或弱胶结地层及多套压力层系等时，常常会导致地层产生井漏现象的发生。而由井漏诱发的井壁失稳、坍塌、井喷等问题是长期以来油气勘探开发过程中的世界性难题，是制约勘探开发速度的主要技术瓶颈。一些深井和复杂井，如果没有好的方法来有效的解决钻井液的漏失问题，钻井作业将无以为继，钻井作业风险增加，作业过程更加复杂，钻井作业周期延长，作业成本上升。同时在储层段发生的漏失对储层的伤害更是难以估量。

目前在堵漏过程中最普遍采用的是桥接堵漏方法，占整个堵漏手段控制的50％以上，主要适用于可控制渗透性漏失和裂缝性漏失。其特点为经济廉价、使用方便、施工安全。但是对漏失层特性需十分清楚、桥接剂级配要合理。因此在室内封堵实验中，各种类的堵漏评价仪器是对桥接堵漏评价体系研究的关键技术手段。

一般模拟裂缝漏失的常规钻井液堵漏实验装置所使用的模拟裂缝模块为楔形钢性模块，其裂缝面为不渗透的。只能模拟固定宽度裂缝下的漏失，无法模拟出地层“呼吸作用”下裂缝上下产生的位移。

实用新型内容

本实用新型提供了一种裂缝动态模拟封堵实验装置，以解决现有技术中裂缝动态模拟封堵实验装置模拟环境失真的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的方案如下：

一种裂缝动态模拟封堵实验装置，其包括：

高压气源、堵漏浆储存筒、裂缝模拟封堵装置、第一液压装置、可承压橡胶套、第二液压装置、堵漏浆收集容器，所述高压气源的出气端与所述堵漏浆储存筒通过气管连通，所述堵漏浆储存筒与若干所述裂缝模拟封堵装置的前端通过管线连通，所述裂缝模拟封堵装置的后端与所述堵漏浆收集容器通过回收通道连通，所述可承压橡胶套固定在所述裂缝模拟封堵装置内壁上，所述第一液压装置的输出端穿设于所述裂缝模拟封堵装置内壁并与所述可承压橡胶套连通，所述裂缝模拟封堵装置的后端与所述堵漏浆收集容器通过管线连通，所述堵漏浆收集容器与所述堵漏浆储存筒通过管线连通，所述第二液压装置与所述裂缝模拟封堵装置的后端连通。

进一步的，所述裂缝模拟封堵装置包括一端开口的罐体、上端盖，所述上端盖与所述罐体的开口处螺纹连接，所述上端盖的底面上设有若干卡口，若干所述卡口的角度不同，所述上端盖的底面上设有裂缝宽度传感器。

进一步的，所述高压气源与所述堵漏浆储存筒之间的气管上设有减压阀、气压压力表及气压控制阀门，所述堵漏浆储存筒外周面上包裹有一加热套，所述加热套与所述堵漏浆储存筒之间设有第一温度传感器，所述堵漏浆储存筒内设有压力传感器及第二温度传感器，所述堵漏浆储存筒与所述裂缝模拟封堵装置之间的管线上设有第一控制阀门。

进一步的，所述装设槽的底面上开设有容光纤穿过的第一穿孔，所述罐体的侧壁上开设有裂缝面滤失通道，所述裂缝面滤失通道与所述堵漏浆收集容器连通。

进一步的，还包括控制中心，所述裂缝模拟封堵装置与所述堵漏浆收集容器之间的管线上设有流量传感器及堵漏浆控制阀门，所述控制中心与所述第一液压装置、所述第二液压装置、所述流量传感器、所述第一温度传感器、加热套及气压控制阀连接。

进一步的，所述可承压橡胶套上设有压力表。

本实用新型提供的裂缝动态模拟封堵实验装置，具有第一液压装置、第二液压装置及承压橡胶套，所述第一液压装置向所述可承压橡胶套输入液压油调整所述可承压橡胶套对所述裂缝模拟封堵装置内试验品施加的压力，更为周全的模拟封堵层在裂缝中所承受压力的情况，真实地评价所形成的封堵层的性能，所述第二液压装置通过向所述裂缝模拟封堵装置内鼓入液压油，对所述裂缝模拟封堵装置内试验品施加反向压力，模拟在现场实际堵漏过程中，遇到岩石中裂缝反向压力对封堵层的作用；从而能更真实的模拟封堵环境。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型提供的裂缝动态模拟封堵实验装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，为本实用新型实施例一所提供的一种裂缝动态模拟封堵实验装置，其包括：高压气源1、堵漏浆储存筒9、控制中心10、裂缝模拟封堵装置13、第一液压装置11、可承压橡胶套17、第二液压装置25、堵漏浆收集容器26，所述高压气源1的出气端与所述堵漏浆储存筒9通过气管连通，所述堵漏浆储存筒9与若干所述裂缝模拟封堵装置13的前端通过管线连通，所述裂缝模拟封堵装置13的后端与所述堵漏浆收集容器26通过回收通道连通，所述可承压橡胶套17固定在所述裂缝模拟封堵装置13内壁上，所述第一液压装置11的输出端穿设于所述裂缝模拟封堵装置13内壁并与所述可承压橡胶套17连通，所述裂缝模拟封堵装置13的后端与所述堵漏浆收集容器26通过管线连通，所述堵漏浆收集容器26与所述堵漏浆储存筒9通过管线连通，所述第二液压装置25与若干所述裂缝模拟封堵装置13的后端连通。

所述高压气源1向所述堵漏浆储存筒9通气，将堵漏浆储存筒9内的堵漏浆压向所述裂缝模拟封堵装置13进行堵漏，所述裂缝模拟封堵装置13内多余的堵漏浆流向所述堵漏浆收集容器26，所述第一液压装置11向所述可承压橡胶套17输入液压油调整所述可承压橡胶套17对所述裂缝模拟封堵装置13内试验品施加的压力，更为周全的模拟封堵层在裂缝中所承受压力的情况，真实地评价所形成的封堵层的性能，所述第二液压装置25通过向所述裂缝模拟封堵装置13内鼓入液压油，对所述裂缝模拟封堵装置13内试验品施加反向压力，模拟在现场实际堵漏过程中，遇到岩石中裂缝反向压力对封堵层的作用。

所述高压气源1与所述堵漏浆储存筒9之间的气管上设有减压阀2、气压压力表3及气压控制阀门4。

所述堵漏浆储存筒9外周面上包裹有一加热套5，所述加热套5与所述堵漏浆储存筒9之间设有第一温度传感器8。

所述堵漏浆储存筒9内设有压力传感器6及第二温度传感器7。

所述堵漏浆储存筒9与所述裂缝模拟封堵装置13之间的管线上设有第一控制阀门12。

所述裂缝模拟封堵装置13包括一端开口的罐体16、上端盖14，所述上端盖14与所述罐体16的开口处螺纹连接，所述上端盖14的底面上设有若干卡口15，若干所述卡口15的角度不同，所述上端盖14的底面上设有裂缝宽度传感器18。天然裂缝模块可在所述卡口15按照各种角度固定。

所述罐体16的侧壁上开设有裂缝面滤失通道22，所述裂缝面滤失通道22与所述堵漏浆收集容器26连通。

所述裂缝模拟封堵装置13与所述堵漏浆收集容器26之间的管线上设有流量传感器23及堵漏浆控制阀门24。

所述可承压橡胶套17上设有压力表19。

所述控制中心10与所述第一液压装置11、所述第二液压装置25、所述流量传感器23、所述第一温度传感器8、加热套5及气压控制阀4连接。

使用时，配制好需要测试的堵漏浆，放置于堵漏浆储存筒9中，打开高压气源1的减压阀2，通过控制中心10控制气压控制阀4调节所需气压的大小，所述堵漏浆储存筒9内设置有压力传感器6，监测筒内压力。此时通过控制中心10设置实验所需的温度来模拟地层温度，包裹在储存筒9外的加热套5开始对储存筒9内的堵漏浆加热，通过第一温度传感器7测试堵漏浆的温度，当达到指定温度时，控制中心10通过控制加热套5，加热套内部同时设有第二温度传感器8，监测并控制加热温度。

当堵漏浆温度达到实验设置温度后，控制中心10调节第一液压装置11对可承压橡胶套17内进行加压。

通过观察压力表19，围压达到所设置的压力后，打开第一控制阀门12与堵漏浆控制阀门24，分别对不同角度的堵漏模拟封堵装置13进行封堵实验，堵漏浆在天然裂缝模块中进行承压封堵，所述流量传感器23检测堵漏浆的漏失速度大小，并发送给所述控制中心10。

在封堵过程中，裂缝宽度传感器18将裂缝宽度大小传递至控制中心10，当堵漏浆成功封堵住裂缝，形成封堵层，此时通过控制中心10调节第一液压装置11改变围压大小，从而改变裂缝宽度的大小，形成对地层中裂缝宽度变化的一个动态模拟。

在裂缝再次被成功封堵后，形成封堵层。此时关闭第一控制阀门12，对裂缝模拟封堵装置13前端进行泄压。泄压完成后，控制中心10控制第二液压装置25对裂缝模拟封堵装置13的后端进行反向承压，压力以0.5MPa逐步递增，每增加0.5MPa后承压时间为20min，当压力出现突降时，则封堵层被压力击穿。记可承压20min的最大压力作为可承最大的反向压力。

若堵漏浆储存筒9内堵漏浆一次性堵漏无法成功，那么将堵漏浆从裂缝模拟封堵装置13中漏失出进入堵漏浆收集容器26，当堵漏浆储存筒9内堵漏浆漏失完全后，将堵漏浆收集容器26中收集的堵漏浆挤入堵漏浆储存筒9内，进行再次加热后，再次承压封堵。

最后实验结束后，通过控制中心所记录的堵漏浆实验温度、堵漏浆注入压力，堵漏浆瞬时漏失量、漏失总量、裂缝动态宽度、封堵层可承的正向压力、封堵层可承的反向压力的数据，最终再控制中心10能够进行数据拟合，可以以曲线形势呈现出来。

本实用新型提供的裂缝动态模拟封堵实验装置，具有第一液压装置、第二液压装置及承压橡胶套，所述第一液压装置11向所述可承压橡胶套17输入液压油调整所述可承压橡胶套17对所述裂缝模拟封堵装置13内试验品施加的压力，更为周全的模拟封堵层在裂缝中所承受压力的情况，真实地评价所形成的封堵层的性能，所述第二液压装置25通过向所述裂缝模拟封堵装置13内鼓入液压油，对所述裂缝模拟封堵装置13内试验品施加反向压力，模拟在现场实际堵漏过程中，遇到岩石中裂缝反向压力对封堵层的作用；从而能更真实的模拟封堵环境。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种裂缝动态模拟封堵实验装置，其特征在于，包括：高压气源、堵漏浆储存筒、裂缝模拟封堵装置、第一液压装置、可承压橡胶套、第二液压装置、堵漏浆收集容器，所述高压气源的出气端与所述堵漏浆储存筒通过气管连通，所述堵漏浆储存筒与若干所述裂缝模拟封堵装置的前端通过管线连通，所述裂缝模拟封堵装置的后端与所述堵漏浆收集容器通过回收通道连通，所述可承压橡胶套固定在所述裂缝模拟封堵装置内壁上，所述第一液压装置的输出端穿设于所述裂缝模拟封堵装置内壁并与所述可承压橡胶套连通，所述裂缝模拟封堵装置的后端与所述堵漏浆收集容器通过管线连通，所述堵漏浆收集容器与所述堵漏浆储存筒通过管线连通，所述第二液压装置与所述裂缝模拟封堵装置的后端连通。

2.根据权利要求1所述的裂缝动态模拟封堵实验装置，其特征在于，所述裂缝模拟封堵装置包括一端开口的罐体、上端盖，所述上端盖与所述罐体的开口处螺纹连接，所述上端盖的底面上设有若干卡口，若干所述卡口的角度不同，所述上端盖的底面上设有裂缝宽度传感器。

3.根据权利要求2所述的裂缝动态模拟封堵实验装置，其特征在于，所述高压气源与所述堵漏浆储存筒之间的气管上设有减压阀、气压压力表及气压控制阀门，所述堵漏浆储存筒外周面上包裹有一加热套，所述加热套与所述堵漏浆储存筒之间设有第一温度传感器，所述堵漏浆储存筒内设有压力传感器及第二温度传感器，所述堵漏浆储存筒与所述裂缝模拟封堵装置之间的管线上设有第一控制阀门。

4.根据权利要求2所述的裂缝动态模拟封堵实验装置，其特征在于，所述罐体的侧壁上开设有裂缝面滤失通道，所述裂缝面滤失通道与所述堵漏浆收集容器连通。

5.根据权利要求3所述的裂缝动态模拟封堵实验装置，其特征在于，还包括控制中心，所述裂缝模拟封堵装置与所述堵漏浆收集容器之间的管线上设有流量传感器及堵漏浆控制阀门，所述控制中心与所述第一液压装置、所述第二液压装置、所述流量传感器、所述第一温度传感器、加热套及气压控制阀连接。

6.根据权利要求5所述的裂缝动态模拟封堵实验装置，其特征在于，所述可承压橡胶套上设有压力表。

Images