一种测量溢流气体溶解度的实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种测量溢流气体溶解度的实验装置及方法，测量装置包含反应单元和计量单元，核心设备包括中间容器、高温高压配样器、分离瓶、气量计以及恒压泵；将一定量的钻井液装入高温高压配样器中，通过中间容器向高温高压配样器中注入过量气体，借助加热元件和恒压泵控制高温高压配样器中的温度压力，并不断旋转高温高压配样器，使得气体和钻井液发生充分接触，当达到溶解平衡以后，倒置高温高压配样器，取出适量溶解饱和的钻井液，进行气液分离并分别计量气体体积和钻井液质量，计算得到该温度压力条件下的溶解度。本发明专利技术的有益效果是：能够模拟井筒流动条件下溢流气体在钻井液中的溶解反应，单次转样可实现多次测量，提高了测试效率。

An experimental device and method for measuring the solubility of overflow gas

The experimental device and the invention relates to a method for measuring the overflow of gas solubility, measuring device comprises a reaction unit and a measuring unit, the core device comprises a middle container, with high temperature and high pressure injector, separation bottle, gas meter and constant pressure pump; the drilling fluid in high temperature and high pressure with a certain amount of injector, injection of excess gas to high temperature with high pressure injector through the middle container, with heating elements and constant pressure pump control temperature and pressure with high temperature and high pressure injector, and constantly rotating with high temperature and high pressure injector, and makes the gas drilling fluid has full contact, when reached equilibrium, inverted with high temperature and high pressure injector, remove the amount of drilling fluid saturation the gas-liquid separation and measurement of gas volume and quality of drilling fluid, solubility of the temperature and pressure conditions are obtained. The invention has the beneficial effects that the reaction of the overflow gas in the drilling fluid can be simulated under the condition of the wellbore flow; the single rotation sample can realize many measurements, and the testing efficiency is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种测量溢流气体溶解度的实验装置及方法
本专利技术涉及油气井工程安全钻井领域，具体为一种测量溢流气体溶解度的实验装置及方法。
技术介绍
井控安全是油气勘探开发过程中的关键性问题，其关乎整个施工作业中人员、设备以及生态环境的安全。井控技术的核心在于精确的井筒压力控制，即采用相应的流动模型来描述井内流体流动行为，预测井筒压力分布规律，制定合理的控制方案。油气井钻井过程中发生溢流，侵入气体在钻井液中以两种形式存在，即溶解气与自由气，其动态分布导致环空流态发生时变响应，进而引起井筒压力变化复杂。值得注意的是，目前绝大部分研究均未考虑气体在钻井液中的溶解度对井筒压力的影响。由于对气体在钻井液中的溶解扩散行为认识不清，在进行井控计算时往往假设气体在钻井液中的溶解量可以忽略不计。然而，事实上这种假设可能会与真实的井筒情况产生较大出入。一方面，井筒内温度、压力会影响气体在钻井液中的溶解度，几千米深的井内温度、压力波动范围较大，因此井筒内不同深度处的气体溶解度可能存在较大差异；另一方面，不同体系的钻井液基液成分不同，气体在其中的溶解特性差异较大，研究表明，同等条件下甲烷在油中的溶解度比其在水中要高出1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量溢流气体溶解度的实验装置，其特征在于，包括反应单元和计量单元：所述的反应单元包括气瓶(1)、阀门I(2)、增压机(3)、中间容器(4)、阀门II(5)、线圈管(6)、高温高压配样器(7)、阀门III(8)和恒压泵(9)；气瓶(1)通过管路连接到增压机(3)入气口，管路上安装有阀门I(2)，增压机(3)出气口连通中间容器(4)，中间容器(4)的出口通过线圈管(6)与高温高压配样器(7)注样端相连，中间容器(4)与线圈管(6)之间的管路上安装有阀门II(2)，高温高压配样器(7)的液压油端通过管路连接到恒压泵(9)，管路上安装有阀门III(8)；所述的计量单元包括与反应单元共用的恒压泵(9...

【技术特征摘要】
1.一种测量溢流气体溶解度的实验装置，其特征在于，包括反应单元和计量单元：所述的反应单元包括气瓶(1)、阀门I(2)、增压机(3)、中间容器(4)、阀门II(5)、线圈管(6)、高温高压配样器(7)、阀门III(8)和恒压泵(9)；气瓶(1)通过管路连接到增压机(3)入气口，管路上安装有阀门I(2)，增压机(3)出气口连通中间容器(4)，中间容器(4)的出口通过线圈管(6)与高温高压配样器(7)注样端相连，中间容器(4)与线圈管(6)之间的管路上安装有阀门II(2)，高温高压配样器(7)的液压油端通过管路连接到恒压泵(9)，管路上安装有阀门III(8)；所述的计量单元包括与反应单元共用的恒压泵(9)和高温高压配样器(7)，以及计量单元特有的阀门IV(10)、分离瓶(11)、干燥器(12)和气量计(13)；高温高压配样器(7)的注样端通过管路连接到分离瓶(11)入口，管路上安装有阀门IV(10)，分离瓶(11)出口通过管路连接到干燥器(12)的入口，干燥器(12)的出口与气量计(13)相连。2.根据权利要求1所述的一种测量溢流气体溶解度的实验装置，其特征在于，所述高温高压配样器(7)包括配样筒(14)、转动轴(19)、传送带(20)、电机(21)、曲柄摇杆(22)；所述配样筒(14)包括加热电阻(15)、反应腔室(16)、活塞(17)、液压油腔室(18)；反应腔室(16)与注样端连通，液压油腔室(18)与液压油端连通，活塞(17)把反应腔室(16)和液压油腔室(18)分隔开来并随液压油腔室(18)的压力变化而位置可调，反应腔室(16)外层包裹有加热电阻(15)，转动轴(19)的一端与配样筒(14)相连，控制反应过程中配样筒(14)的旋转，转动轴另一端连接传动机构，所述传动机构由传送带(20)、电机(21)和曲柄摇杆(22)组成。3.根据权利要求1所述的一种测量溢流气体溶解度的实验装置用于测量溢流气体溶解度的方法，其特征在于，气瓶(1)中气体经过增压机(3)增压后进入中间容器(4)，之后高压气体注入反应腔室(16)，反应腔室(16)中装有钻井液，通过恒压泵(9)调节活塞(17)位置控制反应腔室(16)压力，加热电阻(15)控制反应腔室(16)温度，通过传动机构控制反应腔室(16)的旋转，加速气体和钻井液的溶解反应；溶解反应达到平衡后，倒置配样筒(14)，使得液压油腔室(18)在上，反应腔室(16)在下，静置一段时间，由于气体滑脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯剑，付建红，陈平，廖婉媚，宋宇，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51