一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置及方法，所述装置包括：托盘；评价浆杯，设置于所述托盘上，所述评价浆杯包括杯体、浆杯底座和防溢帽环，所述浆杯底座和防溢帽环分别可拆卸地固定于与所述杯体的相对两端，所述杯体内壁采用螺纹或喷涂形式处理，以确保所述钻井液能够挂在所述杯体内壁上；旋转内筒，设置于所述评价浆杯内；驱动件；传动装置，与所述旋转内筒和所述驱动件连接，以将所述驱动件的驱动力传递给所述旋转内筒，使得所述旋转内筒相对于所述评价浆杯转动；其中，根据所述杯体的净重、挂有钻井液的杯体的重量和经冲洗液冲洗后的杯体的重量，计算所述冲洗液的冲洗效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钻井
，尤其涉及一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置及方法。
技术介绍
钻井过程中，由于井壁具有渗透性和钻井液中含有膨润土等固相物质，因此会在井壁上形成泥饼，而泥饼是由致密层、密实层、可压缩层及虚泥饼层组成的，在固井过程中泥饼夹在水泥浆和地层之间，因此，虚泥饼的存在会影响固井二界面的胶结质量。为此，在固井注水泥前注入一定量的冲洗液，对井壁上的虚泥饼进行冲洗，冲洗效率作为评价冲洗液的重要指标。目前固井冲洗液冲洗效率的评价装置主要分为利用滤纸模拟井壁装置、利用岩心(或筛管)模拟井壁装置、利用固定内筒模拟井壁装置共三类。其中，利用岩心(或筛管)模拟井壁装置能够较好的模拟井壁的状态，但每次实验所使用的模拟砂岩以及泥饼的压实程度都存在一定的差异，实验的重复性相对差，实验装置相对复杂、实验过程相对繁琐，不能快速完成对冲洗液的评价。利用固定内筒模拟井壁装置，其实验操作简单，能够较好的模拟井下环空的剪切冲洗过程，但由于模拟井壁的内筒下端面粘有钻井液，此部分减少量不受剪切速率的影响，影响准确性；模拟井壁的内筒粘钻井液高度的一致性不好掌握，重复性差；内外筒间隙小，拆卸内、外筒时容易碰到内筒外壁的钻井液，影响准确性；模拟井壁的内筒外表面积小，粘钻井液的量相对较少，影响实验结果的准确性。
技术实现思路
本申请提供一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置及方法，解决了或部分解决了现有技术中利用岩心(或筛管)模拟井壁装置和利用固定内筒模拟井壁装置不能够准确测得冲洗液对井壁钻井液的冲洗效率，并根据冲洗效率优选洗液类型，且实验误差大、操作方法复杂、可重复性差的技术问题。本申请提供一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置，所述装置包括：托盘；评价浆杯，设置于所述托盘上，所述评价浆杯包括杯体、浆杯底座和防溢帽环，所述浆杯底座和防溢帽环分别可拆卸地固定于与所述杯体的相对两端，所述杯体内壁采用螺纹或喷涂形式处理，以确保所述钻井液能够挂在所述杯体内壁上；旋转内筒，设置于所述评价浆杯内；驱动件；传动装置，与所述旋转内筒和所述驱动件连接，以将所述驱动件的驱动力传递给所述旋转内筒，使得所述旋转内筒相对于所述评价浆杯转动；其中，根据所述杯体的净重、挂有钻井液的杯体的重量和经冲洗液冲洗后的杯体的重量，计算所述冲洗液的冲洗效率。优选地，所述装置包括底座，所述驱动件固定于所述底座上。优选地，所述装置还包括固定于所述底座上的支架，所述传动装置和所述托盘固定于所述支架上。优选地，所述杯体的内径与所述旋转内筒的外径差值大于等于10毫米。本申请还提供一种评价固井冲洗液冲洗效率的方法，所述方法包括：确定杯体的内径R2；记录杯体的净重W0；向所述评价浆杯中加入钻井液，搅拌后将钻井液倒出，记录挂有钻井液的杯体的重量W1；向所述评价浆杯中加入冲洗液，冲洗时间T后，倒出冲洗液，记录冲洗后的杯体的重量W2；根据所述W0、W1和W2，计算固井冲洗液的冲洗效率P。优选地，所述固井冲洗液的冲洗效率P具体为：优选地，所述冲洗时间其中，所述V为冲洗液用量，所述Vt为环空返速，所述A为环空横截面积。优选地，所述确定杯体的内径R2，包括：计算固井施工时的环空返速其中，所述Q为顶替排量，所述A为环空横截面积，所述D1为套管外径，所述D2为井眼直径；计算固井施工时冲洗液对井壁的剪切速率根据和ω1＝2πN/60计算杯体内径R2，其中，γn为杯体内表面处剪切速率，ω1为旋转内筒角速度，N为旋转内筒转速，R1为旋转内筒直径。本申请有益效果如下：上述装置利用传动装置使旋转内筒在盛有待评价冲洗液的评价浆杯中以一定的转速下旋转，带动评价浆杯中的冲洗液做旋转运动，对挂有钻井液的评价浆杯内壁在一定冲洗时间内进行冲洗，冲洗液对评价浆杯内壁产生一定的剪切速率，在旋转内筒转速一定的条件下，通过改变评价浆杯的内径，获得不同的剪切速率，以模拟不同井眼、套管柱结构、环空返速、冲洗液用量条件下冲洗液对井壁的剪切冲洗过程,根据冲洗前后评价浆杯挂壁钻井液的质量变化计算冲洗效率，从而解决了或部分解决了现有技术中利用岩心(或筛管)模拟井壁装置和利用固定内筒模拟井壁装置不能够准确测得冲洗液对井壁钻井液的冲洗效率，并根据冲洗效率优选洗液类型，且实验误差大、操作方法复杂、可重复性差的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例。图1为本申请实施方式一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置的结构示意图；图2为图1中评价固井冲洗液冲洗效率的装置的评价浆杯的剖面示意图；图3为本申请另一实施方式一种评价固井冲洗液冲洗效率的方法的流程图。图中：1—底座，2—驱动件，3—支架，4—传动装置，5—旋转内筒，6—托盘，7—评价浆杯，8—防溢帽环，9—杯体，10—浆杯底座具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。图1为本申请实施方式一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置的结构示意图。如图1所示，所述评价固井冲洗液冲洗效率的装置包括：托盘6、评价浆杯7、旋转内筒5、驱动件2和传动装置4。所述评价浆杯7设置于所述托盘6上，同时参阅图2，所述评价浆杯7包括杯体9、浆杯底座10和防溢帽环8，所述浆杯底座10和防溢帽环8分别可拆卸地固定于与所述杯体9的相对两端。具体地，在本实施方式中，所述杯体9与浆杯底座10丝扣连接，密封圈密封；杯体9与防溢帽环8丝扣连接，密封圈密封。另外，所述杯体9内壁采用螺纹或喷涂形式处理，以确保所述钻井液能够挂在所述杯体9内壁上。杯体9的高度与旋转内筒5的有效长度一致；浆杯底座10的外径小于托盘6的直径。杯体9、浆杯底座10和防溢帽环8的材质为不锈钢，确保评价浆杯的抗腐蚀性；杯体9、浆杯底座10、防溢帽环8外壁采用压花处理，起到紧扣、卸扣时的防滑作用。所述旋转内筒5设置于所述评价浆杯7内。在本实施方式中，所述旋转内筒5为密闭的空心圆柱筒，直径为41mm。所述传动装置4与所述旋转内筒5和所述驱动件2连接，以将所述驱动件2的驱动力传递给所述旋转内筒5，使得所述旋转内筒5相对于所述评价浆7杯转动。在本实施方式中，所述驱动件2具体为电机。其中，根据所述杯体9的净重、挂有钻井液的杯体9的重量和经冲洗液冲洗后的杯体9的重量，计算所述冲洗液的冲洗效率。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置，其特征在于，所述装置包括：托盘；评价浆杯，设置于所述托盘上，所述评价浆杯包括杯体、浆杯底座和防溢帽环，所述浆杯底座和防溢帽环分别可拆卸地固定于与所述杯体的相对两端，所述杯体内壁采用螺纹或喷涂形式处理，以确保所述钻井液能够挂在所述杯体内壁上；旋转内筒，设置于所述评价浆杯内；驱动件；传动装置，与所述旋转内筒和所述驱动件连接，以将所述驱动件的驱动力传递给所述旋转内筒，使得所述旋转内筒相对于所述评价浆杯转动；其中，根据所述杯体的净重、挂有钻井液的杯体的重量和经冲洗液冲洗后的杯体的重量，计算所述冲洗液的冲洗效率。

【技术特征摘要】
1.一种评价固井冲洗液冲洗效率的装置，其特征在于，所述装置包括：
托盘；
评价浆杯，设置于所述托盘上，所述评价浆杯包括杯体、浆杯底座和防溢
帽环，所述浆杯底座和防溢帽环分别可拆卸地固定于与所述杯体的相对两端，
所述杯体内壁采用螺纹或喷涂形式处理，以确保所述钻井液能够挂在所述杯体
内壁上；
旋转内筒，设置于所述评价浆杯内；
驱动件；
传动装置，与所述旋转内筒和所述驱动件连接，以将所述驱动件的驱动力
传递给所述旋转内筒，使得所述旋转内筒相对于所述评价浆杯转动；
其中，根据所述杯体的净重、挂有钻井液的杯体的重量和经冲洗液冲洗后
的杯体的重量，计算所述冲洗液的冲洗效率。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括底座，所述驱动
件固定于所述底座上。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括固定于所
述底座上的支架，所述传动装置和所述托盘固定于所述支架上。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述杯体的内径与所述旋转内
筒的外径差值大于等于10毫米。
5.一种评价固井冲洗液冲洗效率的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐世忠，吴华，饶富培，郑丽娜，步宏光，李娟，李文娟，徐永强，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11