评价钻井液防漏能力的实验装置和实验装置的使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种评价钻井液防漏能力的实验装置和实验装置的使用方法，实验装置包括杯体和裂缝模块，杯体具有容纳腔和第一连通口，第一连通口与第一施压管连通；裂缝模块将容纳腔分为第一子容纳腔和第二子容纳腔，第一子容纳腔用于盛放钻井液，裂缝模块具有裂缝，第一子容纳腔通过裂缝与第二子容纳腔连通，裂缝的宽度可调节；第一施压管向第一连通口施加压力，以使第一子容纳腔内的钻井液经裂缝流入第二子容纳腔内，调节第一施压管施加的压力和裂缝的宽度中的至少一个，并记录流入第二子容纳腔中的钻井液的体积，根据第二子容纳腔中的钻井液的体积评价钻井液的防漏能力。本发明专利技术解决了现有技术中的无法有效测量钻井液的防漏能力的问题。能力的问题。能力的问题。

【技术实现步骤摘要】
评价钻井液防漏能力的实验装置和实验装置的使用方法


[0001]本专利技术涉及油气钻井
，具体而言，涉及一种评价钻井液防漏能力的实验装置和实验装置的使用方法。

技术介绍

[0002]裂缝性井漏是钻井液在压差作用下，钻井液中的固相和液相同时进入裂缝并进入地层深部的现象。钻井液漏失不仅增加钻井液成本，而且会诱发一些列其它井下复杂或事故，因此，防止钻井液漏失可以降低钻井成本，减少井下复杂和事故的风险。
[0003]钻井液由液相、处理剂及配浆黏土、加重材料、岩屑、防漏材料等各种尺度的固相颗粒配制而成的复杂固液悬浮体系。在压差作用下，当裂缝宽度较小时，钻井液固相无法进入裂缝而在裂缝入口处形成滤饼，仅液相进入裂缝，表现为钻井液的滤失；当裂缝宽度较大时，钻井液的液相和固相可能会同时进入地层而发生钻井液的漏失。因此，对于特定的钻井液，应当对应一个导致发生漏失的临界裂缝宽度，该裂缝宽度反应了钻井液的防漏能力。由于不同钻井液的固相种类、含量及粒度均不相同，不同钻井液的防漏能力也不尽相同。掌握钻井液对微裂缝地层的防漏能力，对优化设计钻井液配方及性能具有重要的参考意义。
[0004]现有评价钻井液防漏能力的装置通常采用岩心压裂试验装置，该装置使用完整的岩心模拟地层，在井筒内钻井液压力的作用下，测试岩心破裂压力、漏失压力及裂缝重新开启压力。但是，现有的岩心压裂试验装置存在以下缺点：岩心的制作加工过程繁琐，无法确保岩心的性质完全一致，导致试验的重复性较差，此外，由于采用密闭的岩心夹持器进行加压，试验结束泄压后，岩心中的裂缝会产生变形，无法定量对钻井液的防漏能力进行有效测试。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种评价钻井液防漏能力的实验装置和实验装置的使用方法，以解决现有技术中的无法有效测量钻井液的防漏能力的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种评价钻井液防漏能力的实验装置，包括杯体和裂缝模块，杯体具有容纳腔以及与容纳腔连通的第一连通口，第一连通口与第一施压管连通；裂缝模块设置在容纳腔内并将容纳腔分为第一子容纳腔和第二子容纳腔，第一子容纳腔用于盛放钻井液，第一连通口位于第一子容纳腔的远离第二子容纳腔一侧的腔壁面上，裂缝模块具有裂缝，第一子容纳腔通过裂缝与第二子容纳腔连通，裂缝的宽度可调节；其中，第一施压管向第一连通口施加压力，以使第一子容纳腔内的钻井液在压力作用下经裂缝流入第二子容纳腔内，调节第一施压管向第一连通口施加的压力和裂缝的宽度中的至少一个，并记录流入第二子容纳腔中的钻井液的体积，根据第二子容纳腔中的钻井液的体积评价钻井液的防漏能力。
[0007]进一步地，裂缝模块与杯体可拆卸地连接。
[0008]进一步地，实验装置还包括第一连通阀杆，第一连通阀杆的第一端与第一连通口
连通，第一连通阀杆的第二端与第一施压管连通。
[0009]进一步地，杯体还具有第二连通口，第二连通口位于第二子容纳腔的远离第一子容纳腔的腔壁面上，第二连通口与第二施压管连通，第二施压管施加的压力小于第一施压管施加的压力。
[0010]进一步地，实验装置还包括第二连通阀杆，第二连通阀杆的第一端与第二连通口连通，第二连通阀杆的第二端与第二施压管连通。
[0011]进一步地，杯体包括第一环形筒和第一杯盖，其中，第一环形筒包括容纳筒段和第一装配筒段，容纳筒段具有容纳腔，第一装配筒段与容纳筒段的轴向一端连接，第一装配筒段与容纳筒段的连接位置处形成第一止挡面；第一杯盖盖设在第一环形筒的位于第一装配筒段的位置处，并与第一止挡面抵接，第一杯盖具有第一连通口。
[0012]进一步地，第一杯盖与第一环形筒的连接位置处设置有第一密封圈。
[0013]进一步地，第一密封圈为多个，多个第一密封圈中的至少一个位于第一止挡面和第一杯盖的轴向端面之间，其余第一密封圈中的至少一个位于第一杯盖的周向外表面与第一装配筒段的筒壁面之间。
[0014]进一步地，第一装配筒段具有第一装配孔，第一装配孔沿第一环形筒的径向延伸设置，实验装置还包括第一紧固件，第一紧固件穿过第一装配孔并与第一杯盖连接。
[0015]进一步地，第一环形筒还包括第二装配筒段，第二装配筒段与容纳筒段的轴向另一端连接，第二装配筒段与容纳筒段的连接位置处形成第二止挡面，杯体还包括第二杯盖，第二杯盖盖设在第一环形筒的位于第二装配筒段的位置处，并与第二止挡面抵接，第二杯盖具有第二连通口。
[0016]进一步地，第二杯盖与第一环形筒的连接位置处设置有第二密封圈。
[0017]进一步地，第二密封圈为多个，多个第二密封圈中的至少一个位于第二止挡面和第二杯盖的轴向端面之间，其余第二密封圈中的至少一个位于第二杯盖的周向外表面与第二装配筒段的筒壁面之间。
[0018]进一步地，第二装配筒段具有第二装配孔，第二装配孔沿第一环形筒的径向延伸设置，实验装置还包括第二紧固件，第二紧固件穿过第二装配孔并与第二杯盖连接。
[0019]进一步地，裂缝模块包括第二环形筒，第二环形筒的轴向一端具有环形翻边，环形翻边的内圈与第二环形筒的筒边缘连接，环形翻边与第二杯盖可拆卸地连接，第二环形筒的轴向另一端具有两个调节滑块，两个调节滑块相对设置，两个调节滑块之间的距离形成裂缝，通过调节两个调节滑块之间的距离以调节裂缝的宽度；第二杯盖的朝向第二环形筒一侧的表面、第二环形筒的筒壁面和两个调节滑块的朝向第二杯盖一侧的表面围成第二子容纳腔。
[0020]进一步地，两个调节滑块均呈半圆形，当两个调节滑块组成的圆的横截面的面积大于或等于第二环形筒的周向外表面所在圆的面积，两个调节滑块的具有平面的一侧相对设置。
[0021]进一步地，裂缝的宽度为k，其中，20μm≤k≤300μm。
[0022]根据本专利技术的另一方面，提供了一种实验装置的使用方法，实验装置为上述的实验装置，使用方法包括通过第一施压管向第一连通口施加压力，以使第一子容纳腔内的钻井液在压力作用下经裂缝流入第二子容纳腔内；调节第一施压管向第一连通口施加的压力
和裂缝的宽度中的至少一个，并记录流入第二子容纳腔中的钻井液的体积；根据第二子容纳腔中的钻井液的体积评价钻井液的防漏能力。
[0023]应用本专利技术的技术方案，提供了一种具有杯体和裂缝模块的实验装置，通过第一施压管向杯体的第一连通口施加压力，从而使得第一子容纳腔内的钻井液在压力作用下经裂缝流入第二子容纳腔内，调节第一施压管向第一连通口施加的压力和裂缝的宽度中的至少一个，并记录流入第二子容纳腔中的钻井液的体积，根据第二子容纳腔中的钻井液的体积评价钻井液的防漏能力，实验装置整体结构简单，易于加工制造，大大降低了实验装置的加工制造难度，此外，通过调节第一施压管向第一连通口施加的压力和裂缝的宽度中的至少一个，还能够对不同压力和不同宽度下的钻井液的防漏能力进行测试。
附图说明
[0024]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评价钻井液防漏能力的实验装置，其特征在于，包括：杯体(10)，所述杯体(10)具有容纳腔(11)以及与所述容纳腔(11)连通的第一连通口(12)，所述第一连通口(12)与第一施压管连通；裂缝模块(20)，所述裂缝模块(20)设置在所述容纳腔(11)内并将所述容纳腔(11)分为第一子容纳腔(111)和第二子容纳腔(112)，所述第一子容纳腔(111)用于盛放钻井液，所述第一连通口(12)位于所述第一子容纳腔(111)的远离所述第二子容纳腔(112)一侧的腔壁面上，所述裂缝模块(20)具有裂缝(21)，所述第一子容纳腔(111)通过所述裂缝(21)与所述第二子容纳腔(112)连通，所述裂缝(21)的宽度可调节；其中，所述第一施压管向所述第一连通口(12)施加压力，以使所述第一子容纳腔(111)内的钻井液在压力作用下经所述裂缝(21)流入所述第二子容纳腔(112)内，调节所述第一施压管向所述第一连通口(12)施加的压力和所述裂缝(21)的宽度中的至少一个，并记录流入所述第二子容纳腔(112)中的所述钻井液的体积，根据所述第二子容纳腔(112)中的所述钻井液的体积评价所述钻井液的防漏能力。2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述裂缝模块(20)与所述杯体(10)可拆卸地连接。3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括第一连通阀杆(30)，所述第一连通阀杆(30)的第一端与所述第一连通口(12)连通，所述第一连通阀杆(30)的第二端与所述第一施压管连通。4.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述杯体(10)还具有第二连通口(13)，所述第二连通口(13)位于所述第二子容纳腔(112)的远离所述第一子容纳腔(111)的腔壁面上，所述第二连通口(13)与第二施压管连通，所述第二施压管施加的压力小于所述第一施压管施加的压力。5.根据权利要求4所述的实验装置，其特征在于，所述实验装置还包括第二连通阀杆(40)，所述第二连通阀杆(40)的第一端与所述第二连通口(13)连通，所述第二连通阀杆(40)的第二端与所述第二施压管连通。6.根据权利要求4所述的实验装置，其特征在于，所述杯体(10)包括：第一环形筒(14)，所述第一环形筒(14)包括容纳筒段(141)和第一装配筒段(142)，所述容纳筒段(141)具有所述容纳腔(11)，所述第一装配筒段(142)与所述容纳筒段(141)的轴向一端连接，所述第一装配筒段(142)与所述容纳筒段(141)的连接位置处形成第一止挡面；第一杯盖(15)，所述第一杯盖(15)盖设在所述第一环形筒(14)的位于所述第一装配筒段(142)的位置处，并与所述第一止挡面抵接，所述第一杯盖(15)具有所述第一连通口(12)。7.根据权利要求6所述的实验装置，其特征在于，所述第一杯盖(15)与所述第一环形筒(14)的连接位置处设置有第一密封圈(50)。8.根据权利要求7所述的实验装置，其特征在于，所述第一密封圈(50)为多个，多个所述第一密封圈(50)中的至少一个位于所述第一止挡面和所述第一杯盖(15)的轴向端面之间，其余所述第一密封圈(50)中的至少一个位于所述第一杯盖(15)的周向外表面与所述第一装配筒段(142)的筒壁面之间。
9.根据权利要求6所述的实验装置，其特征在于，所述第一装配筒段(142)具有第一装配孔，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘可成，叶成，姚旭洋，巩加芹，鲁铁梅，周俊，于永生，李建国，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：