一种井壁加固稳定性评价系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种井壁加固稳定性评价系统，包括井筒装置，所述井筒装置具有能够以填装的钻探地层地质材料构成模拟井壁、并由模拟井壁构成模拟井筒腔的内筒，所述模拟井筒腔用作盛装液体，所述模拟井筒腔上具有井筒腔增压管线、井筒温度检测仪和搅拌器。本实用新型专利技术的评价系统以取自钻探地层的地质材料作为模拟井壁，并在该模拟井壁所构成的模拟井筒腔内设置了井筒腔增压管线、井筒温度检测仪和搅拌器，其针对性强，从而能够做到井壁内动态情况下加压的井壁稳定性评价测试，其评价测试结果相较现有的评价技术能够较为全面、可靠，有利于可靠地指导油气井钻探作业。

【技术实现步骤摘要】
一种井壁加固稳定性评价系统
本技术涉及实验系统，具体是一种油气井钻探作业研究用的井壁加固稳定性评价系统。
技术介绍
井壁的稳定性问题是油气井钻探作业过程中面临的最为普遍的问题，是导致钻探作业复杂事故发生的最主要因素之一，严重影响着钻探作业的安全性及成本，每年给油气开发造成了数亿美元的经济损失。影响井壁稳定性的因素有很多，其中最为突出的为加固质量和钻井液选择等。因而，如何全面、有效地评价井壁加固质量的稳定性，是指导油气井钻探作业顺利、高效开展的关键技术手段之一。然而，目前已公开的井壁加固稳定性的评价技术，主要是在井筒内壁进行评价测试的，例如中国专利文献公开的“高温高压泥页岩井壁稳定性评价装置”（公开号CN103161455，公开日2016年01月06日）、“一种气体钻井井壁稳定性评价实验装置”（公开号CN205532594，公开日2016年08月31日）、“一种泥页岩井壁稳定及完整性可视化评价装置”（公开号CN105804738，公开日2019年04月09日）等。这些评价技术只能实现井壁内静态情况下加压的井壁稳定性评价测试，无法做到井壁内动态情况下加压的井壁稳定性评价测试，也不能模拟地层对加固井壁的反向加压、无法评价井壁加固的反向承压能力，从而不能较全面、有效地评价井壁加固质量的稳定性，依据其评价结果对油气井钻探作业的指导可靠性欠佳。
技术实现思路
本技术的技术目的在于：针对上述井壁加固稳定性评价技术的特殊性和现有技术的不足，提供一种能够较为全面、可靠地评价井壁加固质量稳定性的评价系统。r>本技术的技术目的是通过下述技术方案实现的：一种井壁加固稳定性评价系统，包括井筒装置，所述井筒装置具有能够以填装的钻探地层地质材料构成模拟井壁、并由模拟井壁构成模拟井筒腔的内筒，所述模拟井筒腔用作盛装液体，所述模拟井筒腔上具有井筒腔增压管线、井筒温度检测仪和搅拌器。作为优选方案之一，所述井筒装置具有处在内筒外部、且与内筒之间组成模拟地层腔的外筒，所述模拟地层腔用作盛装液体和/或固体，所述模拟地层腔上具有地层腔增压管线和地层腔温度检测仪。进一步的，所述地层腔增压管线上连接有地层腔增压检测仪、恒压泵和气源设备。作为优选方案之一，所述井筒装置具有处在外筒上的、用作对所述模拟地层腔进行加热的加热套，所述加热套上具有加热套温度检测仪。作为优选方案之一，所述外筒为底端具有底板、顶端以可拆卸组合结构连接外筒盖的筒型结构，所述外筒的底板上具有组装内筒的嵌装凹槽，所述外筒以底板上的嵌装凹槽通过密封垫与内筒套合组装，所述内筒顶端以密封垫密封连接的内筒盖以可拆卸组合结构连接在外筒盖的内孔上。进一步的，所述外筒的底板对应于模拟井筒腔处设置有井筒腔放空通道；和/或，所述外筒的底板对应于模拟地层腔处设置有地层腔放空通道。所述内筒的内筒盖以可拆卸组合结构连接搅拌器的搅拌座，使所述搅拌器以倒挂结构伸入所述内筒上的模拟井筒腔内。作为优选方案之一，所述搅拌器为磁驱搅拌器。进一步的，所述搅拌器上设置有转数采集仪。作为优选方案之一，所述内筒主要由内圈网层和外圈网层套装组合而成，所述内圈网层和所述外圈网层之间的夹层结构作为能够填装钻探地层地质材料的模拟井壁容置腔。作为优选方案之一，所述井筒腔增压管线上连接有井筒腔增压检测仪、恒压泵和气源设备。本技术的有益技术效果是：1.本技术的评价系统以取自钻探地层的地质材料作为模拟井壁，并在该模拟井壁所构成的模拟井筒腔内设置了井筒腔增压管线、井筒温度检测仪和搅拌器，其针对性强，从而能够做到井壁内动态情况下加压的井壁稳定性评价测试，其评价测试结果相较现有的评价技术能够较为全面、可靠，有利于可靠地指导油气井钻探作业；2.本技术的评价系统通过在模拟井壁外部设置模拟地层腔，并在该模拟地层腔内设置地层腔增压管线和地层腔温度检测仪，从而能够有效模拟出地层对加固井壁的反向加压，即有效评价出井壁加固的反向承压能力；可见，本技术的评价系统能够正向和反向的评价井壁加固的稳定性，能最大限度的模拟油气钻探作业的客观环境，其评价测试结果更为全面、可靠；3.本技术的评价系统通过加热套还能够有效地模拟地层温度，有助于评价测试结果的全面性和可靠性；4.本技术的成型结构，有利于制造成型，以及方便使用过程中的可操作性；5.本技术的内筒结构既可以使得模拟井壁稳定、可靠地成型，又能够使得模拟井筒腔内的做功因素和模拟地层腔内的做功因素均能够可靠地作用于模拟井壁，从而较为真实、可靠地获得评价测试结果。附图说明图1是本技术的井筒装置的一种结构示意图。图2是本技术的一种原理示意图。图中代号含义：1—内筒；2—内圈网层；3—外圈网层；4—模拟井壁容置腔；5—模拟井筒腔；6—密封垫；7—外筒；8—井筒腔放空通道；9—地层腔放空通道；10—模拟地层腔；11—加热套；12—搅拌器；13—外筒盖；14—地层腔增压管线；15—内筒盖；16—井筒腔增压管线；17—搅拌座；18—气源设备；19—计算机；20—井筒腔增压检测仪；21—恒压泵；22—地层腔温度检测仪；23—地层腔增压检测仪；24—加热套温度检测仪；25—井筒腔温度检测仪。具体实施方式本技术涉及实验系统，具体是一种油气井钻探作业研究用的井壁加固稳定性评价系统，下面结合说明书附图-即图1和图2对本技术的主体
技术实现思路
进行清楚、直观的详细说明。在此需要特别说明的是，本技术的附图是示意性的，其为了清楚本技术的技术目的已经简化了不必要的细节，以避免模糊了本技术贡献于现有技术的技术方案。参见图1和图2所示，本技术包括有井筒装置，该井筒装置具有内筒1和外筒7。其中，内筒1主要是由内圈网层2和外圈网层3轴向套装（套叠）组合而成，内圈网层2和外圈网层3分别为金属材料成型，内圈网层2和外圈网层3的网格目数应确保夹持的地质材料（即岩层）主体不塌落。内圈网层2的外径小于外圈网层3的内径，轴向套装在一起的内圈网层2和外圈网层3之间构成夹层状的环空结构，该夹层状的环空结构作为能够填装钻探地层地质材料的模拟井壁容置腔4。钻探地层的地质材料填装在内筒1的模拟井壁容置腔4内，构成模拟井壁。外筒7为底端具有底板、顶端以螺纹的可拆卸组合结构连接外筒盖13的筒型结构，外筒7的内径大于内筒1的外径，外筒7采用金属材料成型。外筒7的底板上具有组装内筒1的嵌装凹槽，外筒7以底板上的嵌装凹槽通过密封垫6与内筒1套合组装（即套叠），即外筒7处在内筒1的外部，二者之间构成夹层状的环空结构，该环空结构作为能够盛装液体（或者固体-例如地质材料；亦或者为液体和固体的混合物；液体用作模拟地层中的液体，固体用作模拟地层中的岩层）的模拟地层腔10。内筒1的顶端以密封垫6密封连接有内筒盖15，该内筒盖15以螺纹的可拆卸组合结构连接在外筒盖13的内孔上。填装于模拟井壁容置腔4内的地质材料和内筒1在外筒7内共同构成了模拟井筒腔5，该模拟井筒腔5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井壁加固稳定性评价系统，包括井筒装置，其特征在于：所述井筒装置具有能够以填装的钻探地层地质材料构成模拟井壁、并由模拟井壁构成模拟井筒腔（5）的内筒（1），所述模拟井筒腔（5）用作盛装液体，所述模拟井筒腔（5）上具有井筒腔增压管线（16）、井筒温度检测仪（25）和搅拌器（12）。/n

【技术特征摘要】
1.一种井壁加固稳定性评价系统，包括井筒装置，其特征在于：所述井筒装置具有能够以填装的钻探地层地质材料构成模拟井壁、并由模拟井壁构成模拟井筒腔（5）的内筒（1），所述模拟井筒腔（5）用作盛装液体，所述模拟井筒腔（5）上具有井筒腔增压管线（16）、井筒温度检测仪（25）和搅拌器（12）。


2.根据权利要求1所述井壁加固稳定性评价系统，其特征在于：所述井筒装置具有处在内筒（1）外部、且与内筒（1）之间组成模拟地层腔（10）的外筒（7），所述模拟地层腔（10）用作盛装液体和/或固体，所述模拟地层腔（10）上具有地层腔增压管线（14）和地层腔温度检测仪（22）。


3.根据权利要求2所述井壁加固稳定性评价系统，其特征在于：所述井筒装置具有处在外筒（7）上的、用作对所述模拟地层腔（10）进行加热的加热套（11），所述加热套（11）上具有加热套温度检测仪（24）。


4.根据权利要求2所述井壁加固稳定性评价系统，其特征在于：所述外筒（7）为底端具有底板、顶端以可拆卸组合结构连接外筒盖（13）的筒型结构，所述外筒（7）的底板上具有组装内筒（1）的嵌装凹槽，所述外筒（7）以底板上的嵌装凹槽通过密封垫（6）与内筒（1）套合组装，所述内筒（1）顶端以密封垫（6）密封连接的内筒盖（15）以可拆卸组合结构连接在外筒盖（13）的内孔上。
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨国兴，龚贵嵩，张珍，周成华，杜征鸿，罗朝东，张江洪，王大勇，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，中石化西南石油工程有限公司钻井工程研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11