本发明专利技术涉及一种用于油气田钻井中评价钻井液的循环钻井液井底条件模拟装置。它能准确评价循环钻井液在井底高温、高压和渗滤条件下性能变化。其技术方案：储液箱为斧形，采用逆时针循环，储液箱表层安装热源电阻丝，内侧安装温度敏感器及温度调节器；在储液箱上方设加液管及密封螺丝帽，上方中部安装搅拌电动机及搅拌风叶，上方左端安装输压管及压力调节器、排气阀；装置的循环线路为∪形，在储液箱左端下方管道上设置节流阀A及循环动力泵，渗滤管A与循环动力泵、循环管线A连接，右端下方循环管线B设置节流阀B及渗滤管B，再与循环管线A来连接。本装置能模拟钻井液在井筒的循环条件，评价钻井液经井底高温、高压和渗滤条件后的各项性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于油气田钻井作业中评价钻井液在循环过程中受井底温度、压力和地层滤失影响性能变化的循环钻井液井底条件模拟装置。
技术介绍
随着我国石油行业的快速发展，钻探深度的不断加深，从而钻井液性能受井底复杂条件的影响不断加剧。同时钻井液性能的好坏又直接影响到钻井速度和钻井过程的安全性。性能好的钻井液能快速、安全的完成钻井，相反性能差的钻井液不仅不能快速的完成钻井而且还会导致许多安全事故的发生，如井眼垮塌、卡钻、井喷等。所以，研究钻井液性能受井底复杂条件的影响变得越来越重要。而井下复杂情况主要是在钻井液循环过程中地层的高温、高压和渗滤对钻井液的性能的影响。如塔里木、北海、俄罗斯等地区的深井井底温度超过了 220°C，储层压力超过了 80MPa。如何在实验室模拟这些井下复杂情况一直困扰着钻井液研究者，目前实验室内模拟油气田钻井作业过程中钻井液在井底老化普遍采用的装置是滚子加热炉，这一装置的缺点十分明显:1)只能模拟井下温度对钻井液性能产生的影响；2)其滚动只能使钻井液受热均匀，不能模拟钻井液的循环过程；3)不能模拟地层滤失对钻井液性能产生的影响；4)不能模拟地层压力对钻井液性能产生的影响。鉴于滚子加热炉只能模拟四个主要因素中的一个，其余三个均不能模拟的情况，一种能够模拟钻井液受井底主要条件的装置显得尤为迫切，以此准确评价循环钻井液在井底高温、高压和渗滤影响条件下的性能变化，为油气田钻井作业提供科学的实验数据。
技术实现思路
本专利技术的目的是:为了准确的评价循环钻井液在井底高温、高压和渗滤条件的影响下性能变化，为油气田钻井作业提供科学的实验数据，特提供一种循环钻井液井底条件模拟装置。为了达到上述目的，本专利技术解决此技术问题所采用的技术方案是:一种循环钻井液井底条件模拟装置，由耐高温高压的储液系统、加压系统、加热系统、循环系统、动力系统、滤失系统和控制系统组成。其主要构思是:耐高温高压的储液系统用于储存钻井液，通过加热、加压系统在储液系统中对钻井液进行加热、加压，同时通过控制系统对储液系统中的压力和温度进行实时监控，实现对温度在O 250°C范围，精度0.TC可控，对压力O 150MP可控，精度0.1MP可控，在达到目的温度后通过动力系统使钻井液在循环系统中循环并完成滤失条件的模拟。一种循环钻井液井底条件模拟装置，是由加液管、密封螺丝帽、压力调节器、输液管、排气阀、搅拌电动机、搅拌风叶、热源电阻丝、温度敏感器、温度调节器、节流阀、循环动力泵、螺扣、渗滤管、循环管线、滤液排放管线、储液箱、钢丝滤网和滤纸组成，其特征在于:储液箱设计为“斧形”，采用逆时针循环，储液箱表层安装一层热源电阻丝，储液箱内侧右端安装温度敏感器，温度敏感器外连接温度调节器；在储液箱上方设置一加液管，加液管外侧连接密封螺丝帽，在储液箱上方中部安装一搅拌电动机，搅拌电动机的转轴与搅拌风叶相连接，搅拌风叶置入储液箱内，在储液箱上方左端安装一输压管，输压管外侧与压力调节器相连接，在输压管上设置一排气阀；装置的循环线路为U形，连接在储液箱下方，在储液箱左端下方管道上设置一节流阀A，在节流阀A下面安装循环动力泵；渗滤管A上端用螺扣A与循环动力泵出口管连接，渗滤管A下端用螺扣B与循环管线A相连接，在渗滤管A下方安装有滤液排放管线A ;在储液箱右端下方循环管线B上设置节流阀B，渗滤管B上端用螺扣C与循环管线B相连接，下端用螺扣D与循环管线A连接，在渗滤管B下方安装有滤液排放管线B。在渗滤管A、B内设置一层致密的钢丝滤网，在钢丝滤网内侧安装圆筒形的滤纸。本模拟装置的使用方法，先将装置安放在水平试验台上，将圆筒形的滤纸置于渗滤管A、B的钢丝滤网内侧，再用螺扣A、B、C、D将两渗透滤管A、B连接在循环管线A、B的两侧；关闭节流阀A、B和排气阀，旋开加液管上的密封螺丝帽，向储液罐中加入钻井液，力口入钻井液的体积需超过储液罐“斧柄”高的一半，加液完毕后旋紧密封螺丝帽；其次打开热源电阻丝的电源开关对储液罐加热，开动搅拌电动机，通过温度敏感器和温度调节器控制钻井液温度在目标温度值；然后打开节流阀A、B和循环动力泵使钻井液在循环管线A、B内循环，在循环过程中通过输压管向储液箱中加压，使钻井液在渗滤管A、B中产生滤失，通过压力调节器控制压力在目标压力值；整个高温、高压并有滤失的循环钻井液井底条件形成；模拟的温度、压力和时间根据实际需要设定，模拟结束后先停止供气和供热，后关闭循环动力泵、节流阀A、B和搅拌电动机；最后打开排气阀将储液箱中气压卸掉，冷却到室温，先拧开循环管线A、B的螺扣A、B、C、D取下渗滤管A、B,再拧开加液管上密封螺丝帽，打开节流阀A、B，排除储液箱里的钻井液进行各项性能的测定。与现有技术相比，本专利技术的优点是:(I)在模拟温度影响因素的同时能够模拟压力影响因素；(2)能够I旲拟钻井液在井筒中的循环条件；(3)能够I旲拟井底滤失条件；(4)温度、压力控制更精确，分别达到0.1°C可控和0.1MP可控；(5)根据滤液量和滤纸上的泥饼质量能够粗略的判断钻井液失水造壁性。附图说明图1为本专利技术循环钻井液井底条件模拟装置的结构示意图；图2为本专利技术滤液管9有滤纸时的结构示意图；图3为本专利技术滤液管9无滤纸时的结构示意中:1、压力调节器，2、输压管，3、搅拌电动机，4、搅拌风叶，5、排气阀，6-1、节流阀A，6-2、节流阀B, 7、循环动力泵，8-1、螺扣A，8-2、螺扣B, 8-3、螺扣C，8-4、螺扣D，9_1、渗滤管A，9-2、渗滤管B，10-1、循环管线A，10-2、循环管线B，11_1、滤液排放管线A，11_2、滤液排放管线B，12、热源电阻丝，13、储液箱，14、加液管，15、密封螺丝帽，16、温度敏感器，17、温度调节器，18、滤纸，19、钢丝滤网。具体实施例方式结合附图对本专利技术作进一步说明。一种循环钻井液井底条件模拟装置，是由加液管、密封螺丝帽、压力调节器、输液管、排气阀、搅拌电动机、搅拌风叶、热源电阻丝、温度敏感器、温度调节器、节流阀、循环动力泵、螺扣、渗滤管、循环管线、滤液排放管线、储液箱、钢丝滤网和滤纸组成，其特征在于:储液箱13设计为“斧形”，采用逆时针循环，储液箱13表层安装一层热源电阻丝12，储液箱13内侧右端安装温度敏感器16，温度敏感器16外连接温度调节器17 ;在储液箱13上方设置一加液管14，加液管14外侧连接密封螺丝帽15，在储液箱13上方中部安装一搅拌电动机3，搅拌电动机3的转轴与搅拌风叶4相连接，搅拌风叶4置入储液箱13内，在储液箱上方左端安装一输压管2,输压管2外侧与压力调节器I相连接，在输压管2上设置一排气阀5 ;装置的循环线路为U形，连接在储液箱13下方，在储液箱13左端下方管道上设置一节流阀A6-1，在节流阀A6-1下面安装循环动力泵7 ;渗滤管A9-1上端用螺扣A8-1与循环动力泵7出口管连接，渗滤管A9-1下端用螺扣B8-2与循环管线AlO-1相连接，在渗滤管A9-1下方安装有滤液排放管线All-1 ;在储液箱13右端下方循环管线B10-2上设置节流阀B6-2，渗滤管B9-2上端用螺扣C8-3与循环管线B10-2相连接，下端用螺扣D8-4与循环管线A10-1连接，在渗滤管B9-2下方安装有滤液排放管线B11-2。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种循环钻井液井底条件模拟装置，是由加液管、密封螺丝帽、压力调节器、输液管、排气阀、搅拌电动机、搅拌风叶、热源电阻丝、温度敏感器、温度调节器、节流阀、循环动力泵、螺扣、渗滤管、循环管线、滤液排放管线、储液箱、钢丝滤网和滤纸组成，其特征在于：储液箱（13）设计为“斧形”，采用逆时针循环，储液箱（13）表层安装一层热源电阻丝（12），储液箱（13）内侧右端安装温度敏感器（16），温度敏感器（16）外连接温度调节器（17）；在储液箱（13）上方设置一加液管（14），加液管（14）外侧连接密封螺丝帽（15），在储液箱（13）上方中部安装一搅拌电动机（3），搅拌电动机（3）的转轴与搅拌风叶（4）相连接，搅拌风叶（4）置入储液箱（13）内，在储液箱上方左端安装一输压管（2），输压管（2）外侧与压力调节器（1）相连接，在输压管（2）上设置一排气阀（5）；装置的循环线路为U形，连接在储液箱（13）下方，在储液箱（13）左端下方管道上设置一节流阀A（6?1），在节流阀A（6?1）下面安装循环动力泵（7）；渗滤管A（9?1）上端用螺扣A（8?1）与循环动力泵（7）出口管连接，渗滤管A（9?1）下端用螺扣B（8?2）与循环管线A（10?1）相连接，在渗滤管A（9?1）下方安装有滤液排放管线A（11?1）；在储液箱（13）右端下方循环管线B（10?2）上设置节流阀B（6?2），渗滤管B（9?2）上端用螺扣C（8?3）与循环管线B（10?2）相连接，下端用螺扣D（8?4）与循环管线A（10?1）连接，在渗滤管B（9?2）下方安装有滤液排放管线B（11?2）。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王平全，杨坤宾，白杨，朱涛，时海涛，王波，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。