一种仿真井筒滤失量测量及滤饼评价装置及其试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于石油与天然气行业钻井液性能测试技术领域，涉及一种仿真井筒滤失量测量及滤饼评价装置及其试验方法。本发明专利技术的仿真井筒滤失量测量及滤饼评价装置通过底座、仿真井筒外筒、支撑机构、激光感应器、激光感应控制器、仿真井筒内筒、驱动机构、储液机构、加压机构及加热机构有机构成。本发明专利技术的使用，既能反映钻井液的动滤失性，又可测试用以评价滤饼质量的滤饼耐冲刷度。本发明专利技术的仿真井筒外筒采用耐高温耐高压的透明材料制成，通过目力即可观察钻井液在流体流动、喷嘴喷射、仿真井筒内筒及内筒接箍搅动情况下的滤失情况、滤饼形成和被破坏的过程和形态。本发明专利技术仿真度高、操作简便、性能稳定、可靠性强。可靠性强。可靠性强。

【技术实现步骤摘要】
一种仿真井筒滤失量测量及滤饼评价装置及其试验方法


[0001]本专利技术属于石油与天然气行业钻井液性能测试
，具体涉及一种仿真井筒滤失量测量及滤饼评价装置及其试验方法。

技术介绍

[0002]钻井液的滤失性和滤饼质量是判断钻井液性能好坏的重要指标。滤失量小的钻井液中只有少量的滤液进入地层孔隙、裂缝中，可以减小粘土水化分散程度，降低水力尖劈作用，增强井壁稳定性。要减小钻井液的滤失量，就需要钻井液在压差作用下形成薄而致密的滤饼，并且滤饼要有良好的韧性，紧紧贴附在井壁上，不会遭到钻井液冲刷而轻易破碎，这是衡量滤饼质量的重要标准。
[0003]现有的API钻井液滤失仪是在静态条件下测试其滤失量，获得的数据只能反映钻井液的静滤失性，其中API的中文含义为美国石油学会，API钻井液滤失仪是指以美国石油学会的标准为标准的滤失仪。而在实际钻井过程中，钻井液在井筒内是流动的，液体的流动和搅动会较大程度影响形成滤饼的质量，进而影响滤失量大小，因此，常规API钻井液滤失仪所测得的钻井液滤失性和井下实际情况差异较大，室内实验数据无法有效指导现场施工。此外，之前只能依靠钻井液滤失量大小评价滤饼优劣，但滤失量大小与滤饼质量并无直接关系，而且不同钻井液的滤失量差异较小时无法判断所形成滤饼质量的好坏。目前，对于钻井液形成的滤饼质量缺乏有效的评价方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种仿真井筒滤失量测量及滤饼评价装置及其试验方法，目的在于提供一种既可反映钻井液动滤失性，又可测试滤饼耐冲刷度，以评价滤饼质量的装置及方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种仿真井筒滤失量测量及滤饼评价装置，包括
[0007]底座，
[0008]仿真井筒外筒，仿真井筒外筒的底部内侧壁上连接有测量平台，测量平台上间隔的连接有多个滤液收集机构，仿真井筒外筒顶部侧壁上固定连接有内筒连接机构，仿真井筒外筒的前端密封连接有外筒顶面盖板，外筒顶面盖板上连接有动力传递机构，仿真井筒外筒的后端密封连接有外筒底面盖板；
[0009]支撑机构，支撑机构垂直连接在底座上，支撑机构顶部连接有仿真井筒外筒，支撑机构用于对仿真井筒外筒的支撑及倾斜度调节；
[0010]激光感应器，激光感应器连接在内筒连接机构的下部；
[0011]激光感应控制器，激光感应控制器设置在仿真井筒外筒的外部，激光感应控制器与激光感应器之间电信号连接；
[0012]仿真井筒内筒，仿真井筒内筒通过内筒连接机构水平连接在仿真井筒外筒内，仿
真井筒内筒的后端连接有喷嘴；
[0013]驱动机构，驱动机构通过动力传递机构与仿真井筒内筒可转动连接；
[0014]储液机构，储液机构上连接有进液管和出液管，进液管通过外筒顶面盖板与仿真井筒内筒内部连通，出液管通过外筒顶面盖板与仿真井筒外筒和仿真井筒内筒的环空连通；
[0015]加压机构，加压机构连接在外筒底面盖板上；
[0016]加热机构，加热机构连接在外筒底面盖板上。
[0017]所述的仿真井筒外筒为透明材料制成的两端敞口的中空圆柱体；其内径为117mm
‑
311mm，长度为0.5
‑
50m；所述的测量平台为长方形板状结构，其上等间距的开有多个贯穿通孔，每个贯穿通孔上连接有一个滤液收集机构；所述的仿真井筒外筒和仿真井筒内筒的耐压范围均为0
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10MPa、温度范围为室温
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150℃。
[0018]所述的滤液收集机构包括滤纸盖板、滤液导流管和滤液收集盒；所述的滤纸盖板连接在测量平台的上表面，滤液收集盒固定连接在测量平台的下表面，滤液导流管置于测量平台的贯穿通孔内，滤纸盖板与滤液收集盒之间通过滤液导流管连通；位于仿真井筒外筒的滤液导流管上设置有阀门。
[0019]还包括摄像机；所述的摄像机架设在仿真井筒外筒外部的底座上，且正对测量平台的中部。
[0020]所述的支撑机构包括支撑杆和井筒斜度调节杆；支撑杆和井筒斜度调节杆分别垂直固定在底座的两侧；仿真井筒外筒的两端通过支撑杆和井筒斜度调节杆水平固定在底座上；所述的内筒连接机构包括多个内筒支架和多个内筒支架吊环；所述的多个内筒支架长度相同且竖直固定连接在仿真井筒外筒的上部内侧壁上，每个内筒支架的底端均连接有内筒支架吊环，仿真井筒内筒通过多个内筒支架吊环固定在仿真井筒外筒的内部；每个内筒支架吊环的底部均连接有激光感应器；所述驱动机构采用的是搅拌电机，所述动力传递机构采用的是联轴器，联轴器的外端与置于仿真井筒外筒外的搅拌电机连接，联轴器的里端与仿真井筒内筒的一端连接。
[0021]所述的仿真井筒内筒包括多节筒体及多个内筒接箍；相邻筒体之间通过内筒接箍连接；所述内筒接箍的外径为仿真井筒内筒外径的100
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300％；每节所述筒体为中空的圆柱体，其外径为89mm
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152mm；仿真井筒内筒的总长度为0.3
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49m。
[0022]所述的储液机构采用的是储液罐，储液罐包括罐体、供液泵和供液泵控制器；所述的供液泵置于罐体的内部，且位于罐体输出端一侧的下部；所述进液管的外端口与供液泵连接；所述的出液管的外端管口与罐体的内部连通；所述的供液泵控制器连接在罐体上，供液泵控制器与供液泵之间电连接。
[0023]所述的加压机构包括气源分压器和进气阀杆；所述的进气阀杆的一端通过外筒底面盖板与仿真井筒外筒内部连通，进气阀杆的另一端与气源分压器连接。
[0024]所述的加热机构采用的是电加热棒；电加热棒连接在外筒底面盖板上；电加热棒的前端延伸至仿真井筒外筒与仿真井筒内筒的环空内。
[0025]一种仿真井筒滤失量测量及滤饼评价装置的试验方法，包括如下步骤：
[0026]步骤一：若进行测量钻井液动态滤失量试验进入步骤二，若进行钻井液形成滤饼的质量优劣评价试验进入步骤八；
[0027]步骤二：将滤液收集机构固定于测量平台上，再将测量平台固定在仿真井筒外筒的内底面上，装好外筒底面盖板和外筒顶面盖板，接通加热机构，并将加压机构与外接气源连接；
[0028]步骤三：调节井筒斜度调节杆，将仿真井筒外筒调节到预设的斜度角度；
[0029]步骤四：在储液罐中盛放待测钻井液，先以3
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8L/s的排量运转供液泵，使仿真井筒外筒和仿真井筒内筒充满待测钻井液，并建立好循环；
[0030]步骤五：开启搅拌电机，在搅拌电机的带动下仿真井筒内筒旋转，使仿真井筒内筒转速达到试验预设转速；
[0031]步骤六：待仿真井筒外筒和仿真井筒内筒环空的温度和压力达到试验的预设值时，将供液泵排量调整到试验所需排量，启动激光感应器，并开始计时；
[0032]步骤七：打开滤液导流管上的阀门，使滤液流到滤液收集盒内，并观察、记录滤饼形成过程；待试验预设时间结束后，记录滤液收集盒内滤液体积及激光感应控制器上显示的滤饼厚度的最终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿真井筒滤失量测量及滤饼评价装置，其特征在于：包括底座(17)，仿真井筒外筒(1)，仿真井筒外筒(1)的底部内侧壁上连接有测量平台(12)，测量平台(12)上间隔的连接有多个滤液收集机构，仿真井筒外筒(1)顶部侧壁上固定连接有内筒连接机构，仿真井筒外筒(1)的前端密封连接有外筒顶面盖板(7)，外筒顶面盖板(7)上连接有动力传递机构，仿真井筒外筒(1)的后端密封连接有外筒底面盖板(6)；支撑机构，支撑机构垂直连接在底座(17)上，支撑机构顶部连接有仿真井筒外筒(1)，支撑机构用于对仿真井筒外筒(1)的支撑及倾斜度调节；激光感应器(16)，激光感应器(16)连接在内筒连接机构的下部；激光感应控制器(25)，激光感应控制器(25)设置在仿真井筒外筒(1)的外部，激光感应控制器(25)与激光感应器(16)之间电信号连接；仿真井筒内筒(2)，仿真井筒内筒(2)通过内筒连接机构水平连接在仿真井筒外筒(1)内，仿真井筒内筒(2)的后端连接有喷嘴(26)；驱动机构，驱动机构通过动力传递机构与仿真井筒内筒(2)可转动连接；储液机构，储液机构上连接有进液管(20)和出液管(21)，进液管(20)通过外筒顶面盖板(7)与仿真井筒内筒(2)内部连通，出液管(21)通过外筒顶面盖板(7)与仿真井筒外筒(1)和仿真井筒内筒(2)的环空连通；加压机构，加压机构连接在外筒底面盖板(6)上；加热机构，加热机构连接在外筒底面盖板(6)上。2.如权利要求1所述的一种仿真井筒滤失量测量及滤饼评价装置，其特征在于：所述的仿真井筒外筒(1)为透明材料制成的两端敞口的中空圆柱体；其内径为117mm
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311mm，长度为0.5
‑
50m；所述的测量平台(12)为长方形板状结构，其上等间距的开有多个贯穿通孔，每个贯穿通孔上连接有一个滤液收集机构；所述的仿真井筒外筒(1)和仿真井筒内筒(2)的耐压范围均为0
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10MPa、温度范围为室温
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150℃。3.如权利要求1或2所述的一种仿真井筒滤失量测量及滤饼评价装置，其特征在于：所述的滤液收集机构包括滤纸盖板(13)、滤液导流管(14)和滤液收集盒(15)；所述的滤纸盖板(13)连接在测量平台(12)的上表面，滤液收集盒(15)固定连接在测量平台(12)的下表面，滤液导流管(14)置于测量平台(12)的贯穿通孔内，滤纸盖板(13)与滤液收集盒(15)之间通过滤液导流管(14)连通；位于仿真井筒外筒(1)的滤液导流管(14)上设置有阀门。4.如权利要求1所述的一种仿真井筒滤失量测量及滤饼评价装置，其特征在于：还包括摄像机；所述的摄像机架设在仿真井筒外筒(1)外部的底座(17)上，且正对测量平台(12)的中部。5.如权利要求1所述的一种钻井液携砂性能评价装置，其特征在于：所述的支撑机构包括支撑杆(18)和井筒斜度调节杆(19)；支撑杆(18)和井筒斜度调节杆(19)分别垂直固定在底座(17)的两侧；仿真井筒外筒(1)的两端通过支撑杆(18)和井筒斜度调节杆(19)水平固定在底座(17)上；所述的内筒连接机构包括多个内筒支架(4)和多个内筒支架吊环(5)；所述的多个内筒支架(4)长度相同且竖直固定连接在仿真井筒外筒(1)的上部内侧壁上，每个内筒支架(4)的底端均连接有内筒支架吊环(5)，仿真井筒内筒(2)通过多个内筒支架吊环(5)固定在仿真井筒外筒(1)的内部；每个内筒支架吊环(5)的底部均连接有激光感应器
(16)；所述驱动机构采用的是搅拌电机(9)，所述动力传递机构采用的是联轴器(8)，联轴器(8)的外端与置于仿真井筒外筒(1)外的搅拌电机(9)连接，联轴器(8)的里端与仿真井筒内筒(2)的一端连接。6.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清臣，魏艳，张勤，张建卿，王伟良，杨荣锋，骆胜伟，沈士军，孟凡金，杨勇，屈艳平，王浩，侯博，王凯，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：