高保真钻井地层漏失模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种高保真钻井地层漏失模拟装置，该装置至少包括模拟漏层、耐 高温高压胶筒、夹持器、堵头和加热器，模拟漏层填充在对开岩心筒中，对开岩心筒外 套有耐高温高压胶筒，耐高温高压胶筒外安装有夹持器，夹持器外套有加热器，填充有 模拟漏层的对开岩心筒上下两端均设有堵头。本实用新型专利技术根据地层漏失岩石物理、化学 及力学性质，模拟地层缝洞几何相似、化学相似、动力相似、运动相似和材料相似等主 要相似条件，在进行堵漏评价时可以高度满足井底压差、泥浆中加入的堵漏材料的性质、 尺寸及加入的堵漏材料与地层的相互作用。该装置可重复使用，成本低廉，操作方便， 具有广阔的应用价值和市场前景。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高保真钻井地层漏失模拟装置，属于钻探领域。
技术介绍
井漏是石油天然气钻探过程中普遍存在、经常遇到的复杂问题。由于井漏引 起的井下复杂事故，对钻井、完井施工危害极大， 一直是国内外石油工程界关注 的问题。钻井作业中， 一旦发生漏失，不仅延误钻井时间，损失钻井液，损害油 气层等，而且还可能引起井壁失稳导致井塌、卡钻、井喷等一系列复杂情况与事 故，甚至导致井眼报废，造成重大经济损失。地层漏失情况与岩石物理、化学及 力学性质，井底压差、泥浆中加入的堵漏材料的性质、尺寸，加入材料与地层的 相互作用具有密切的关系。目前，国内外所具有的静态堵漏评价实验装置，其基 本结构基本上都是采用一端加压，中部为一垂直的圆筒，下部为带阀门的管线用 于排液。圆筒内先用割缝板及小玻璃球或小钢珠等填充模拟漏失地层，在漏层上 部加入堵漏浆液，使用气压等驱动装置将浆液压入模拟地层，评价堵漏材料的性 能。由于模拟地层与实际地层性质严重失真，导致实验结果与现场应用结果差别 太大。由于我国很多油气田勘探与开发中普遍存在漏失，急需研制出一套高保真 钻井漏失地层模拟装置，在模拟装置中模拟井底温度、压力、地层性质、地层开 启压力及液体循环状态下评价堵漏材料的堵漏效果。
技术实现思路
本技术的目的就在于克服上述现有技术的不足，提供一种高保真钻井地 层漏失模拟装置，该装置根据地层漏失岩石物理、化学及力学性质，模拟地层缝 洞几何相似、化学相似、动力相似、运动相似和材料相似等主要相似条件，在进 行堵漏评价时可以高度满足井底压差、泥浆中加入的堵漏材料的性质、尺寸及加 入的堵漏材料与地层的相互作用。实现本技术目的采用的技术方案是 一种高保真钻井地层漏失模拟装 置，至少包括模拟漏层、耐高温高压胶筒、夹持器、堵头和加热器，模拟漏层填 充在对开岩心筒中，对丌岩心筒外套有耐高温高压胶筒，耐高温高压胶筒外安装 有夹持器，夹持器外套有加热器，填充有模拟漏层的对开岩心筒上下两端均设有堵头。所述对开岩心筒的截面为圆环，对开岩心筒由两个半圆形的岩心筒组成，在 连接部位通过相互插接实现无缝连接。所述夹持器呈[]状，夹持器通过上下两端紧固耐高温高压胶筒，夹持器 中部与耐高温高压胶筒之间形成环形空间，夹持器起到密封上下堵漏与耐高温高 压胶筒的作用。所述堵头的中间开有一个通孔，上堵头的通孔通过高压管道与柱塞泵连接， 堵漏液从上堵头的通孔进入模拟漏层；下堵头的通孔直接与容器连接，从地层渗 出的堵漏液通过下堵头的通孔接到容器中。根据实验需要时，还可以通过下通孔 时间压力，模拟地层油气压力下堵漏液挤入地层后抵抗油气压力的能力。本技术使用的耐高温高压胶筒为抗150。C以上的温度、承受60Mpa以上 的压力的胶筒，工作时套在插接式对开岩心筒外面，并且在两端与堵头连接，起 到密封模拟地层的作用、在实验需要时可以在环空中施加压力，并且将压力通过 对开岩心筒传递到模拟地层，检测在地层压力下挤入地层的堵漏材料的反排情 况。使用本装置时，首先将模拟地层材料填充入对开岩心筒，然后将对开岩心筒 装入抗高温高压的橡胶筒，利用加持器将橡胶筒加紧，安装好上、下堵头，在上 堵头的通孔中，接上高压管道。利用柱塞泵将堵漏液压入模拟地层到一定压力后 维持压力一定时间，如果实验需要，利用液压泵向夹持器中部与耐高温高压胶筒 之间的环形空间施加液压，液压通过橡胶筒传递到对开岩心筒的周围使岩心筒归 位，使压力模拟地层压力的堵漏液反排，测试其反排量的大小。待实验结束后， 打开对开岩心筒测量堵漏液挤入模拟地层的深度。在实验中，通过加热器模拟地 层温度，当实验需要时对模拟地层加入并维持一定的温度。本技术该装置在漏层方面，不仅能满足目前国内所有针对常规的漏失模 块(人造裂缝块、圆孔模型、梯形裂缝等)进行堵漏实验，而且能够模拟真实漏 层特征进行堵漏评价实验，且能对堵漏浆液性能可以做出合理的评价。该装置可 重复使用，成本低廉，操作方便，具有广阔的应用价值和市场前景，以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一歩的说明。4附图说明图1为本技术的剖视图。 图2为对开岩心筒的剖视图。图中，l.模拟漏层，2.对开岩心筒，3.耐高温高压筒，4.加热器，5.上堵头， 6.夹持器，7.环形空间，8.下堵头。具体实施方式本技术的结构如附图所示， 一种高保真钻井地层漏失模拟装置，包括 模拟漏层l、耐高温高压胶筒3、夹持器6、堵头和加热器4，模拟漏层l填充在 对开岩心筒2中，对开岩心筒2外套有耐高温高压胶筒3，耐高温高压胶筒3外 安装有夹持器6，夹持器6外套有加热器4,填充有模拟漏层1的对开岩心筒2 上设有上堵头5，下端设有下堵头5。夹持器6呈[]状，夹持器6通过上下两端紧固耐高温高压胶筒3，夹持 器6中部与耐高温高压胶筒之间形成环形空间7，夹持器6起到密封上下堵漏与 耐高温高压胶筒3的作用。对开岩心筒2的截面为圆环，对丌岩心筒由两个半圆形的岩心筒组成，在连 接部位通过相互插接实现无缝连接，如图2所示。本技术使用的耐高温高压胶筒为抗15(TC以上的温度、承受60Mpa以上 的压力的胶筒，工作时套在插接式对开岩心筒外面，并且在两端与堵头连接，起 到密封模拟地层的作用、在实验需要时可以在环空中施加压力，并且将压力通过 对开岩心筒传递到模拟地层，检测在地层压力下挤入地层的堵漏材料的反排情 况。使用本装置时，首先将模拟地层材料填充入对开岩心筒，然后将对开岩心筒 装入抗高温高压的橡胶筒，利用加持器将橡胶筒加紧，安装好上、下堵头，在上 堵头的通孔中，接上高压管道。利用柱塞泵将堵漏液压入模拟地层到一定压力后 维持压力一定时间，如果实验需要，利用液压泵向夹持器中部与耐高温高压胶筒 之间的环形空间施加液压，液压通过橡胶筒传递到对开岩心筒的周围使岩心筒归 为，使压力模拟地层压力的堵漏液反排，测试其反排量的大小。待实验结束后， 打开对开岩心筒测量堵漏液挤入模拟地层的深度。在实验中，通过加热器模拟地 层温度，当实验需要时对模拟地层加入并维持一定的温度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高保真钻井地层漏失模拟装置，至少包括模拟漏层、耐高温高压胶筒、夹持器、堵头和加热器，其特征在于：模拟漏层填充在对开岩心筒中，对开岩心筒外套有耐高温高压胶筒，耐高温高压胶筒外安装有夹持器，夹持器外套有加热器，填充有模拟漏层的对开岩心筒上下两端均设有堵头。

【技术特征摘要】
1.一种高保真钻井地层漏失模拟装置，至少包括模拟漏层、耐高温高压胶筒、夹持器、堵头和加热器，其特征在于模拟漏层填充在对开岩心筒中，对开岩心筒外套有耐高温高压胶筒，耐高温高压胶筒外安装有夹持器，夹持器外套有加热器，填充有模拟漏层的对开岩心筒上下两端均设有堵头。2. 根据权利要求1所述的高保真钻井地层漏失模拟装置，其特征在于对开岩心筒的 截面为圆环，对开岩心筒由两个半圆形的岩心筒组成，在连接部位通过相互插接实现无 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦斌，
申请(专利权)人：窦斌，
类型：实用新型
国别省市：83