本实用新型专利技术公开了一种井下岩屑床清砂模拟试验装置，模拟井架的顶部固定有上平台，中部固定有井口平台，井口平台下方固定有弧形井筒和水平井筒，模拟井筒中内置有钻杆，钻杆的下端连接有岩屑床破坏器，钻杆的上端与旋转中心管相连，旋转中心管的上端由旋转电机驱动，旋转电机的上端悬吊在直线电缸的输出杆下端，直线电缸固定在上平台上；旋转中心管的中段外周套装有进液密封套，旋转中心管上设有径向通孔与进液密封套的内腔相通，进液密封套外壁的进液接口通过高压软管与泥浆泵的出口相连，泥浆泵入口与钻井液储罐的底部出口相连，弧形井筒的上部侧壁通过井口溢流管与钻井液储罐相连。该装置可以试验并观察井斜段岩屑床沉积情况及岩屑破坏效果。况及岩屑破坏效果。况及岩屑破坏效果。
【技术实现步骤摘要】
井下岩屑床清砂模拟试验装置
[0001]本技术涉及一种井下工作模拟装置，尤其涉及一种井下岩屑床清砂模拟试验装置，属于石油钻井
技术介绍
[0002]大斜度井、大位移井和水平井等复杂结构井，当井斜角超过35
°
时，由于岩屑在自重的作用下沉落至下井壁，形成了一个摩擦垫层，而在大斜度井段，有相当一部分钻具躺在井底，垫层和钻具接触产生的摩阻导致扭矩异常增大、定向托压及环空压耗升高等难题，增加了地面设备负载和井下风险。
[0003]针对井眼清洁难题，国内外开展了大量井眼清洁工具（习惯叫做岩屑床破坏器）的研究，并取得了一定的效果。但无论是岩屑床形成的过程及严重程度，还是清洁工具的清洁效果，都没有理想的实验设备进行模拟实验观察，得出直观的印象和量化的数据，例如：对应一定的井径和排量，多大的井斜角开始形成岩屑床；钻进多长时间形成的岩屑床厚度是多少；不同性能的钻井液对形成岩屑床的影响，岩屑床破坏器在井下的工作过程及清洁效果等等。目前，模拟装置只能模拟水平井筒在对应的钻井液流量下岩屑下沉形成岩屑床的过程，没有对岩屑床破坏器在井内工作过程及其产生效果的模拟，而且工况与实际不符。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种井下岩屑床清砂模拟试验装置，可以模拟出所钻岩屑在井内产生岩屑床的情况及岩屑床破坏工具的实际使用效果，并且可以观察到不同井斜段岩屑床沉积情况及岩屑破坏效果。
[0005]为解决以上技术问题，本技术的一种井下岩屑床清砂模拟试验装置，包括模拟井架，所述模拟井架的顶部固定有上平台，所述模拟井架的中部固定有井口平台，井口平台的下方固定有模拟井筒，模拟井筒包括弧形井筒和连接在弧形井筒下端的水平井筒，所述模拟井筒中内置有钻杆，所述钻杆的下端连接有岩屑床破坏器，所述钻杆的上端与旋转中心管相连，旋转中心管的上端由旋转电机驱动，旋转电机的上端悬吊在直线电缸的输出杆下端，所述直线电缸固定在所述上平台上；旋转中心管的中段外周套装有进液密封套，旋转中心管上设有径向通孔与进液密封套的内腔相通，所述进液密封套外壁的进液接口通过高压软管与泥浆泵的出口相连，所述泥浆泵的入口与钻井液储罐的底部出口相连，所述弧形井筒的上部侧壁通过井口溢流管与钻井液储罐相连。
[0006]作为本技术的改进，所述进液密封套的上下两端通过密封圈与旋转中心管的外周实现密封。
[0007]作为本技术的进一步改进，所述井口溢流管位于所述井口平台的下方。
[0008]作为本技术的进一步改进，所述岩屑床破坏器的下端连接有钻头，所述模拟井筒中内置有岩心。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述旋转电机的两侧分别通过滑块支撑在相应的
竖向导轨上，所述竖向导轨分别固定在所述上平台与井口平台之间。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述岩屑床破坏器包括破坏器上接头、清砂转子和破坏器下接头，沿破坏器上接头的轴线设有上接头中心孔，上接头中心孔的下端口中设有与之连为一体的上接头中心轴，上接头中心轴的下端旋接在破坏器下接头的内螺孔中；所述清砂转子包括共轴线的转子内筒和转子外筒，所述转子内筒的外壁与转子外筒的内壁之间形成转子流道，所述转子流道中均匀设有多个螺旋导流条，所述转子内筒套装在所述上接头中心轴的外周，所述转子外筒的外壁均匀设有多道沿轴向延伸的外筒凸棱；上接头中心孔的圆周上均匀设有多个上接头分流孔与所述转子流道的上端口相通，下接头中心孔的圆周上均匀设有多个下接头汇流孔与所述转子流道的下端口相通。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述转子外筒的长度大于转子内筒，所述转子外筒的上端套装在破坏器上接头的下端外周，所述转子外筒的下端套装在破坏器下接头的上端外周。
[0012]作为本技术的进一步改进，所述破坏器上接头的外壁均匀设有多道上接头螺旋槽，所述破坏器下接头的外壁均匀设有多道下接头螺旋槽，所述上接头螺旋槽与下接头螺旋槽的旋向相同。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述模拟井筒为两半合围的有机玻璃筒体，各段之间通过法兰及螺栓依次连接。
[0014]相对于现有技术，本技术取得了以下有益效果：可以在地面再现井下岩屑床的形成及其被破坏的过程，配备了与井下现场相似的流场条件，并且对地面设备予以了简化。对于多大的井斜角容易形成稳定岩屑床，钻进时间与岩屑床厚度的关系；不同性能的钻井液对岩屑床的形成影响，岩屑床清砂器在井下的清砂效果及工作过程等等多个课题进行多维度的研究模拟。
附图说明
[0015]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本技术。
[0016]图1为本技术井下岩屑床清砂模拟试验装置的示意图；
[0017]图2为本技术中岩屑床破坏器的主视图；
[0018]图3为岩屑床破坏器的剖视图；
[0019]图4为本技术中岩屑床破坏器的立体图；
[0020]图5为本技术中岩屑床破坏器的立体爆炸图。
[0021]图中：1.模拟井架；1a.上平台；1b.井口平台；1c.竖向导轨；2a.弧形井筒；2b.水平井筒；3.直线电缸；3a.升降驱动杆；4.旋转电机；4a.旋转驱动轴；4b.滑块；5.旋转中心管；6.钻杆；7.岩屑床破坏器；7a.破坏器上接头；7a1.上接头中心孔；7a2.上接头中心轴；7a3.上接头分流孔；7a4.上接头螺旋槽；7b.清砂转子；7b1.转子外筒；7b2.外筒凸棱；7b3.螺旋导流条；7b4.转子内筒；7c.破坏器下接头；7c1.下接头汇流孔；7c2.下接头螺旋槽；8.钻井液储罐；9.泥浆泵；10.高压软管；11.进液密封套；12.井口溢流管；13.电柜。
具体实施方式
[0022]在本技术的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指装置必须具有特定的方位。
[0023]为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。
[0024]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本技术。
[0025]如图1所示，本技术的井下岩屑床清砂模拟试验装置包括模拟井架1、模拟井筒、直线电缸3、旋转电机4、旋转中心管5、钻杆6、岩屑床破坏器7、钻井液储罐8、泥浆泵9、高压软管10、进液密封套11、井口溢流管12和电柜13。另外还要在钻井液储罐8中配制满足所需试验要求的不同性能的钻井液。
[0026]模拟井架1的顶部固定有上平台1a，直线电缸3固定在上平台1a上，用来给旋转电机4加压和控制其做上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种井下岩屑床清砂模拟试验装置，包括模拟井架，其特征在于：所述模拟井架的顶部固定有上平台，所述模拟井架的中部固定有井口平台，井口平台的下方固定有模拟井筒，模拟井筒包括弧形井筒和连接在弧形井筒下端的水平井筒，所述模拟井筒中内置有钻杆，所述钻杆的下端连接有岩屑床破坏器，所述钻杆的上端与旋转中心管相连，旋转中心管的上端由旋转电机驱动，旋转电机的上端悬吊在直线电缸的输出杆下端，所述直线电缸固定在所述上平台上；旋转中心管的中段外周套装有进液密封套，旋转中心管上设有径向通孔与进液密封套的内腔相通，所述进液密封套外壁的进液接口通过高压软管与泥浆泵的出口相连，所述泥浆泵的入口与钻井液储罐的底部出口相连，所述弧形井筒的上部侧壁通过井口溢流管与钻井液储罐相连。2.根据权利要求1所述的井下岩屑床清砂模拟试验装置，其特征在于：所述进液密封套的上下两端通过密封圈与旋转中心管的外周实现密封。3.根据权利要求1所述的井下岩屑床清砂模拟试验装置，其特征在于：所述井口溢流管位于所述井口平台的下方。4.根据权利要求1所述的井下岩屑床清砂模拟试验装置，其特征在于：所述岩屑床破坏器的下端连接有钻头，所述模拟井筒中内置有岩心。5.根据权利要求1所述的井下岩屑床清砂模拟试验装置，其特征在于：所述旋转电机的两侧分别通过滑块支撑在相应的竖向导轨上，所述竖向导轨分别固定在所述上平台与井口平台之间。6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈小元，王委，于瑞，刘亚，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司，
类型：新型
国别省市：
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