【技术实现步骤摘要】
一种水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置及方法
本专利技术涉及煤层污染测试
，具体的说，涉及一种水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置及方法。
技术介绍
水平井因其供气范围广、日产气量高、综合经济效益较高等优点而成为目前煤层气地面开发的主要井型之一。水平井在煤层内进行水平钻进时，因其钻进的长度较长（一般600～1000米左右），煤岩屑返排时所需压力大于煤储层压力，导致钻井液很容易进入煤层内对煤层进行污染，进而影响煤层气井的产气量。为了研究钻井液对煤层的伤害，国内外研究者主要采用了实验测试法、数学模型构建法等对其污染程度进行评价。实验测试法主要是制作煤柱样品，对煤柱污染前的渗透率进行测试；然后模拟现场储层压力等条件，将配制好的钻井液对煤柱进行污染，测试污染后煤柱的渗透率，用污染后煤柱的渗透率与测试的原始渗透率进行对比，得出其伤害率。煤层伤害率的影响因素众多，煤层裂隙发育程度、煤储层压力、钻井液侵入时间、钻井液配方、钻井液循环过程中携岩屑情况等都导致煤层的伤害程度不同，仅通过制煤柱方法不仅耗时，而且无法对每种情况...
【技术保护点】
1.一种水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：包括底盘、钢套筒、煤样压实系统、裂缝生成系统、渗透率实时测试系统、钻井液污染系统、数据采集处理系统和清洗系统，钢套筒通过固定架固定安装在底盘上，裂缝生成系统固定设置在钢套筒内，渗透率实时测试系统、钻井液污染系统和清洗系统分别按照测试工序与煤样压实系统连接，数据采集处理系统分别与裂缝生成系统、渗透率实时测试系统和钻井液污染系统信号连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：包括底盘、钢套筒、煤样压实系统、裂缝生成系统、渗透率实时测试系统、钻井液污染系统、数据采集处理系统和清洗系统，钢套筒通过固定架固定安装在底盘上，裂缝生成系统固定设置在钢套筒内，渗透率实时测试系统、钻井液污染系统和清洗系统分别按照测试工序与煤样压实系统连接，数据采集处理系统分别与裂缝生成系统、渗透率实时测试系统和钻井液污染系统信号连接。
2.根据权利要求1所述的水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：钢套筒竖向设置，钢套筒的顶部和底部均敞口，固定架包括两个支撑架，两个支撑架的结构相同且关于钢套筒左右对称设置，左侧的支撑架包括一根竖直杆和若干根水平杆，竖直杆的底部固定连接在底盘的上表面左侧部，竖直杆位于钢套筒的左侧，各根水平杆均沿左右方向设置，各根水平杆等间距沿竖向并排设置在竖直杆和钢套筒之间，各根水平杆的左端均固定连接在竖直杆上，各根水平杆的右端均固定连接钢套筒的外侧壁左侧部，钢套筒的底部位于底盘的上表面中心正上方。
3.根据权利要求2所述的水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：煤样压实系统包括液压升降台、分割盘、连接杆、上盖和液压油缸，液压升降台同中心固定安装在底盘的上表面，液压升降台的上表面位于钢套筒的底部正下方，分割盘同中心滑动设置在钢套筒内，分割盘的外圆周与钢套筒的内圆周滑动接触，连接杆竖向设置，连接杆的下端固定连接在分割盘的上表面中心，上盖底部敞口，上盖扣合在钢套筒的顶部，上盖的内圆周与钢套筒的顶部外圆周接触，上盖的外圆周上圆周阵列螺纹连接有若干根径向设置的紧固螺栓，各根紧固螺栓的内端紧压在钢套筒的外圆周上，连接杆的上端穿过上盖伸出钢套筒，液压油缸竖向设置并通过安装架固定安装在上盖的上表面，钢套筒、液压升降台、分割盘、连接杆、上盖和液压油缸的中心线重合，液压油缸的活塞杆下端与连接杆的上端可拆卸固定连接。
4.根据权利要求3所述的水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：裂缝生成系统包括若干根方形裂缝管，方形裂缝管由一块工字型板和两块竖直板组成，工字型板竖向设置，两块竖直板分别滑动设置在工字型板的左侧和右侧，工字型板的中部隔板左侧面和右侧面上均设置有至少两个电动伸缩杆，左侧的各个电动伸缩杆的伸缩端固定连接在左侧的竖直板的右侧面上，右侧的各个电动伸缩杆的伸缩端固定连接在右侧的竖直板的左侧面上，工字型板的中部隔板的左侧面底部固定安装有静压式液位计。
5.根据权利要求4所述的水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：渗透率实时测试系统包括高压气瓶、进气管、气盖、出气管和气体回收瓶，高压气瓶与进气管的一端连接，进气管的另一端由上至下依次穿过上盖和分割盘伸入到钢套筒内，进气管上沿气体流动方向依次设置有第一气阀、气体调压器、气体流量计和第一压力计，气盖顶部敞口，气盖内圆直径与钢套筒的外径相等，出气管的一端固定插接在气盖的底部中心处且与气盖内部连通，出气管的另一端连接气体回收瓶，出气管上沿气体流动方向依次设置有第二压力计和第二气阀。
6.权利要求5所述的水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：钻井液污染系统包括钻井液容器、第一进液管、液盖和出液管，钻井液容器内储存有钻井液，液盖上设置有顶部敞口且上大下小的台阶槽，台阶槽的上侧内圆直径与钢套筒的外径相等，台阶槽的下侧内圆直径与钢套筒的内径相等，第一进液管的一端与钻进液容器的出液口连接，第一进液管的另一端固定插接在液盖的外圆周侧壁上且与液盖内部的台阶槽连通，出液管的一端固定插接在液盖的外圆周侧壁上且与液盖内部的台阶槽连通，出液管的另一端与钻井液容器的进液口连接，第一进液管上沿液体流动方向设置有第一进液阀、增压泵和第三压力计，出液管上设置有压力阀。
7.根据权利要求6所述的水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：数据采集处理系统为计算机，计算机分别与静压式液位计、气体流量计、第一压力计、第二压力计和第三压力计信号连接；
清洗系统包括超声波清洗机、水箱和第二进液管，超声波清洗机的结构与液盖的结构相同，第二进液管的一端固定插接在超声波清洗机的外圆周侧壁上且与超声波清洗机内部的台阶槽连通，第二进液管的另一端与水箱连接，第二进液管上沿液体流动方向设置有第二进液阀和水泵。
8.如权利要求7所述的水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、将煤样装填到钢套筒内，通过煤样压实系统压实煤样，利用裂缝生成系统使煤样中产生裂缝，...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪小明，杨慈祥，王蔚，曹运兴，李定启，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。