深水油井井身结构模拟装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种深水油井井身结构模拟装置，通过设置由内向外依次套设的油管、生产套管、中间套管、表层套管和导管以模拟深水油井的井身结构，各管路的两端通过密封装置实现密封固定，且在密封装置上分别开设测试液入口和测试液出口，在各层环空内分别设置数据测量装置以测量环空内的压力和流体温度等数值，利用该数值与计算模型计算出的结果相比较，从而可以验证套管环空压力计算模型和环空内部流体温度模型的准确性。

【技术实现步骤摘要】
深水油井井身结构模拟装置
本专利技术涉及石油天然气开采技术，尤其涉及一种深水油井井身结构模拟装置。
技术介绍
海底蕴藏有丰富的石油和天然气资源，随着科学技术的进步，深水油气田已成为石油、天然气能源供应的重要来源。若想实现海底石油和天然气的开采必须建设相应的井身结构，井身结构一般由由内向外的多层套管柱构成，在最内层的套管柱内部还设有油管，以为油气生产提供运移通道。在深水油气井测试阶段和生产初期，由于地层流体与海床附近温差大，井身结构各层套管环空密闭空间内流体温度和环空压力迅速增加，过高的压力可能导致套管破裂或上顶井口。不同于陆地和浅水干式井身结构，深水油井井身结构在套管头的作业过程中，需要先将套管头安装在相应的套管上，并使用环空密封工具封堵套管头上方与下方的环形空间，环空密封工具完全封堵了各层套管环空，使得无法通过直接测量的方式获得各层套管环空中的流体温度和环空压力，各层套管环空压力监测和控制难度大。现有技术中一般通过理论计算的方法获得各层套管环空的环空压力和内部的流体温度，即通过理论推导得出相应的套管环空压力计算模型和环空内部流体温度的计算模型，通过代入相应的参数值以获得实时的套管环空压力和内部的流体温度。但是，现有技术中的套管环空压力计算模型和环空内部流体温度的计算模型可以根据不同的条件获得多种不同的模型，而由于无法通过直接测量的方式获得深水油气井各层套管环空中的流体温度和环空压力，因此，现有技术中模型的准确性难以验证。
技术实现思路
为了克服现有技术下的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种深水油井井身结构模拟装置，通过模拟深水油井井身结构并测量模拟结构中各层套管环空内的流体温度和环空压力，从而可以验证套管环空压力计算模型和环空内部流体温度模型的准确性。本专利技术提供一种深水油井井身结构模拟装置，包括由内向外依次套设的油管、生产套管、中间套管、表层套管和导管，各管路的第一端通过第一密封装置密封连接，各管路的第二端通过第二密封装置密封连接，所述油管与所述生产套管之间的间隙构成第一环空，所述生产套管和中间套管之间的间隙构成第二环空，所述中间套管和表层套管之间的间隙构成第三环空，所述表层套管和导管之间的间隙构成第四环空；所述第一密封装置上设有分别联通所述油管、生产套管、中间套管、表层套管和导管的测试液入口，所述第二密封装置上设有分别联通所述油管、生产套管、中间套管、表层套管和导管的测试液出口；在所述第一环空、第二环空、第三环空和第四环空的内部均设有用于测量环空内部数据的数据测量装置。如上所述的深水油井井身结构模拟装置，可选的，所述第一密封装置包括油管座、生产套管座、中间套管座、表层套管座和导管座；所述油管座、生产套管座、中间套管座、表层套管座和导管座由内向外依次固定相连；所述油管座的第二端与所述油管密封连接，所述生产套管座的第二端与所述生产套管密封连接，所述中间套管座的第二端与所述中间套管密封连接，所述表层套管座的第二端与所述表层套管密封连接，所述导管座的第二端与所述导管密封连接。如上所述的深水油井井身结构模拟装置，可选的，所述油管座包括油管座本体、设置在所述油管座本体第一端的油管座凸缘和设置在所述油管座本体第二端的油管座凸起，所述油管座凸缘垂直于所述油管座本体且沿背离所述油管座本体的方向延伸，所述油管的第一端套设在所述油管座凸起的外侧；所述生产套管座包括生产套管座本体和设置在所述生产套管座本体第二端的生产套管座凸起，所述生产套管座本体与所述油管座本体固定连接，且所述生产套管座本体的第一端抵顶在所述油管座凸缘上，所述生产套管的第一端套设在所述生产套管座凸起的外侧；所述中间套管座包括中间套管座本体和设置在所述中间套管座本体第二端的中间套管座凸起，所述中间套管座本体与所述生产套管座本体固定连接，且所述中间套管座本体的第一端抵顶在所述油管座凸缘上，所述中间套管的第一端套设在所述中间套管座凸起的外侧；所述表层套管座包括表层套管座本体，所述表层套管座本体的第二端设有表层套管座第一凸起，所述表层套管座第一凸起的第二端还设有表层套管座第二凸起，所述表层套管座本体与所述中间套管座本体固定连接，所述表层套管的第一端套设在所述表层套管座第二凸起的外侧；所述导管座包括导管座本体和设置在所述导管座本体第二端的导管座凸起，所述导管座本体与所述表层套管座第一凸起固定连接，且所述导管座本体的第一端抵顶在所述表层套管座本体上，所述导管套设在所述导管座凸起的外侧。如上所述的深水油井井身结构模拟装置，可选的，所述测试液入口包括油管测试液入口、生产套管测试液入口、中间套管测试液入口、表层套管测试液入口和导管测试液入口；所述油管测试液入口设置在所述油管座凸缘上，所述油管座内设有联通所述油管内部和所述油管测试液入口的流体通道；所述生产套管测试液入口设置在所述油管座凸缘上，所述油管座内设有联通所述生产套管内部和所述生产套管测试液入口的流体通道；所述中间套管测试液入口设置在所述中间套管座本体上，所述中间套管座内设有联通所述中间套管内部和所述中间套管测试液入口的流体通道；所述表层套管测试液入口设置在所述表层套管座本体上，所述表层套管座内设有联通所述表层套管内部和所述表层套管测试液入口的流体通道；所述导管测试液入口设置在所述导管座本体上，所述导管座内设有联通所述导管内部和所述导管测试液入口的流体通道。如上所述的深水油井井身结构模拟装置，可选的，在所述生产套管座本体与所述油管座本体之间、所述中间套管座本体与所述生产套管座本体之间、所述表层套管座本体与所述中间套管座本体之间及所述导管座本体与所述表层套管座第一凸起之间均设有第一密封件。如上所述的深水油井井身结构模拟装置，可选的，所述第二密封装置包括油管头、生产套管头、中间套管头、表层套管头和导管头；所述油管头包括油管头本体，所述油管头本体上设有用于安装所述油管的通孔，所述油管设置在所述通孔内，且所述油管的第二端延伸至所述通孔的外侧，所述油管的第二端上还设有堵塞；所述生产套管头包括生产套管头本体、设置在所述生产套管头本体第一端的生产套管头第一凸起和设置在所述生产套管头第二端的生产套管头第二凸起，所述油管头本体的内侧与所述生产套管头第二凸起固定连接，且所述油管头本体的第一端抵顶在所述生产套管头本体上；所述生产套管的第二端套设在所述生产套管头第一凸起的外侧；所述中间套管头包括中间套管头本体和设置在所述中间套管头本体第一端的中间套管头凸起，所述中间套管的第二端套设在所述中间套管头凸起的外侧；所述表层套管头包括表层套管头本体和设置在所述表层套管头本体第一端的表层套管头凸起，所述表层套管的第二端套设在所述表层套管头凸起的外侧；所述油管头本体的外侧、所述生产套管头本体的外侧和所述中间套管头本体的外侧均抵顶在所述表层套管头本体的内表面上，且所述生产套管头本体和所述中间套管头本体之间间隔一定的距离；所述导管头包括导管头本体和设置在所述导管头本体第一端的导管头凸起，所述导管的第二端套设在所述导管头凸起的外侧；所述导管头本体的内表面与所述表层套管头本体的外表面固定连接。如上所述的深水油井井身结构模拟装置，可选的，所述测试液出口包括油管测试液出口、生产套管测试液出口、中间套管测试液出口、表层套管测试液出口和导管测试液出口；所述油管测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深水油井井身结构模拟装置，其特征在于，包括由内向外依次套设的油管、生产套管、中间套管、表层套管和导管，各管路的第一端通过第一密封装置密封连接，各管路的第二端通过第二密封装置密封连接，所述油管与所述生产套管之间的间隙构成第一环空，所述生产套管和中间套管之间的间隙构成第二环空，所述中间套管和表层套管之间的间隙构成第三环空，所述表层套管和导管之间的间隙构成第四环空；所述第一密封装置上设有分别联通所述油管、生产套管、中间套管、表层套管和导管的测试液入口，所述第二密封装置上设有分别联通所述油管、生产套管、中间套管、表层套管和导管的测试液出口；在所述第一环空、第二环空、第三环空和第四环空的内部均设有用于测量环空内部数据的数据测量装置。

【技术特征摘要】
1.一种深水油井井身结构模拟装置，其特征在于，包括由内向外依次套设的油管、生产套管、中间套管、表层套管和导管，各管路的第一端通过第一密封装置密封连接，各管路的第二端通过第二密封装置密封连接，所述油管与所述生产套管之间的间隙构成第一环空，所述生产套管和中间套管之间的间隙构成第二环空，所述中间套管和表层套管之间的间隙构成第三环空，所述表层套管和导管之间的间隙构成第四环空；所述第一密封装置上设有分别联通所述油管、生产套管、中间套管、表层套管和导管的测试液入口，所述第二密封装置上设有分别联通所述油管、生产套管、中间套管、表层套管和导管的测试液出口；在所述第一环空、第二环空、第三环空和第四环空的内部均设有用于测量环空内部数据的数据测量装置。2.根据权利要求1所述的深水油井井身结构模拟装置，其特征在于，所述第一密封装置包括油管座、生产套管座、中间套管座、表层套管座和导管座；所述油管座、生产套管座、中间套管座、表层套管座和导管座由内向外依次固定相连；所述油管座的第二端与所述油管密封连接，所述生产套管座的第二端与所述生产套管密封连接，所述中间套管座的第二端与所述中间套管密封连接，所述表层套管座的第二端与所述表层套管密封连接，所述导管座的第二端与所述导管密封连接。3.根据权利要求2所述的深水油井井身结构模拟装置，其特征在于，所述油管座包括油管座本体、设置在所述油管座本体第一端的油管座凸缘和设置在所述油管座本体第二端的油管座凸起，所述油管座凸缘垂直于所述油管座本体且沿背离所述油管座本体的方向延伸，所述油管的第一端套设在所述油管座凸起的外侧；所述生产套管座包括生产套管座本体和设置在所述生产套管座本体第二端的生产套管座凸起，所述生产套管座本体与所述油管座本体固定连接，且所述生产套管座本体的第一端抵顶在所述油管座凸缘上，所述生产套管的第一端套设在所述生产套管座凸起的外侧；所述中间套管座包括中间套管座本体和设置在所述中间套管座本体第二端的中间套管座凸起，所述中间套管座本体与所述生产套管座本体固定连接，且所述中间套管座本体的第一端抵顶在所述油管座凸缘上，所述中间套管的第一端套设在所述中间套管座凸起的外侧；所述表层套管座包括表层套管座本体，所述表层套管座本体的第二端设有表层套管座第一凸起，所述表层套管座第一凸起的第二端还设有表层套管座第二凸起，所述表层套管座本体与所述中间套管座本体固定连接，所述表层套管的第一端套设在所述表层套管座第二凸起的外侧；所述导管座包括导管座本体和设置在所述导管座本体第二端的导管座凸起，所述导管座本体与所述表层套管座第一凸起固定连接，且所述导管座本体的第一端抵顶在所述表层套管座本体上，所述导管套设在所述导管座凸起的外侧。4.根据权利要求3所述的深水油井井身结构模拟装置，其特征在于，所述测试液入口包括油管测试液入口、生产套管测试液入口、中间套管测试液入口、表层套管测试液入口和导管测试液入口；所述油管测试液入口设置在所述油管座凸缘上，所述油管座内设有联通所述油管内部和所述油管测试液入口的流体通道；所述生产套管测试液入口设置在所述油管座凸缘上，所述油管座内设有联通所述生产套管内部和所述生产套管测试液入口的流体通道；所述中间套管测试液入口设置在所述中间套管座本体上，所述中间套管座内设有联通所述中间套管内部和所述中间套管测试液入口的流体通道；所述表层套管测试液入口设置在所述表层套管座本体上，所述表层套管座内设有联通所述表层套管内部和所述表层套管测试液入口的流体通道；所述导管测试液入口设置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：房军，曾静，高德利，王宴滨，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11