【技术实现步骤摘要】
一种模拟井下岩爆过程的实验装置及方法
本专利技术涉及石油与天然气工程气体钻井领域一种模拟井下岩爆过程的实验装置及方法，用以研究钻井过程中岩石岩爆发生的物理规律。
技术介绍
气体钻井岩爆是指在局部区域的地层裂缝内压力大于井筒内压力，当裂缝与井底之间有一定距离时，由于裂缝与井筒之间岩石墙的极低渗透性，裂缝内高压气体不会通过岩石墙明显泄压，从而裂缝内仍然圈闭高压(原始地层压力)；当井简足够接近裂缝时，裂缝与井简之间岩石墙的强度不足以抵抗高压差所形成的破坏力，岩石墙瞬间崩裂、破碎，大量坍塌碎屑和释放的高压气体喷入井内。即高地应力地区钻井井眼形成后，由于井壁和井底周围围岩的应力重分布和应力集中，在较短时间产生的突发的、猛烈的脆性破坏形式。破碎岩石从井眼壁面弹射或大量岩石崩出，产生强烈的气浪或冲击波，其在发生的时间上具有突然性，空间上具有随机性，摧毁性质恶劣。岩爆发生有两个条件：高地应力和高强度脆性围岩。从能量的观点来看，岩爆是由于围岩内原先储存的弹性应变能突发性地急剧释放，发生高速崩块甚至弹射抛掷现象的一种动力局部失稳现象。钻井过程中...
【技术保护点】
1.一种模拟井下岩爆过程的实验装置，由机架（1）、调速电机（8）、破岩钻压机构、游梁升降机构、压力桶（16）、高压氮气瓶（21）、计算机（22）组成，所述破岩钻压机构包括钻杆（4）、压力传感器（3）、扭矩传感器（2）、钻头（5），钻杆（4）的一端与设置在机架（1）内的调速电机（8）的输出轴相连，钻杆上设置压力传感器（3）、扭矩传感器（2），钻杆的另一端连接钻头（5）；所述游梁升降机构包括游梁（13）和游梁两端的齿轮，该齿轮与机架两端立柱的内轨道连接，齿轮在立柱内轨道滑行，带动游梁在机架内上下移动，游梁连有位移传感器（6），机架立柱设置位移限制器（10）；所述压力桶（16）的...
【技术特征摘要】
1.一种模拟井下岩爆过程的实验装置，由机架（1）、调速电机（8）、破岩钻压机构、游梁升降机构、压力桶（16）、高压氮气瓶（21）、计算机（22）组成，所述破岩钻压机构包括钻杆（4）、压力传感器（3）、扭矩传感器（2）、钻头（5），钻杆（4）的一端与设置在机架（1）内的调速电机（8）的输出轴相连，钻杆上设置压力传感器（3）、扭矩传感器（2），钻杆的另一端连接钻头（5）；所述游梁升降机构包括游梁（13）和游梁两端的齿轮，该齿轮与机架两端立柱的内轨道连接，齿轮在立柱内轨道滑行，带动游梁在机架内上下移动，游梁连有位移传感器（6），机架立柱设置位移限制器（10）；所述压力桶（16）的桶盖设有进气管（19）和压力过载限制器（20），进气管设有压力表（17）和进气阀（18），进气阀连接高压氮气瓶（21）；压力桶的桶底设有中心开口；所述压力桶固定在游梁上，游梁中部设置预留孔，该预留孔与压力桶桶底的中心开口位置相对应，预留孔与中心开口之间安装密封垫圈（7）；所述扭矩传感器、压力传感器、位移传感器、压力表均连接计算机（22）。
2.如权利要求1所述的一种模拟井下岩爆过程的实验装置，其特征在于，所述调速电机的输出轴上设有制动器（9）。
3.如权利要求1所述的一种模拟井下岩爆过程的实验装置，其特征在于，所述压力桶设有防...
【专利技术属性】
技术研发人员：石祥超，黄飞云，孟英峰，刘越豪，陈彦州，李皋，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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