本實用新型涉及鉆井技術(shù)領(lǐng)域的一種模擬欠平衡鉆井地層出氣對環(huán)空壓力影響的實驗裝置。

背景技術(shù)：

欠平衡鉆井技術(shù)有著顯著提高機械鉆速、防漏治漏、避免壓差卡鉆、及時發(fā)現(xiàn)油氣層和減小儲層損害等特點被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外許多油田。在欠平衡鉆井過程中地層氣體會在重力置換作用和壓差作用下進入井筒，對環(huán)空壓力剖面產(chǎn)生影響，有必要詳細分析產(chǎn)氣量對環(huán)空壓力的影響。在文獻：唐斌,孟英峰,李皋,張婷,文春宇,陳佳.欠平衡鉆井地層出氣量對環(huán)空壓力影響分析[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2013,(22)：6421-6425中建立了環(huán)空氣液兩相流動模型并次啊用Mathcad編制程序進行求解模型，分析了出氣量對流型、環(huán)空含氣率、密度及環(huán)空壓力的影響。但這只是在理論上進行分析，并未進行實驗驗證，因此有必要發(fā)明一種模擬欠平衡鉆井地層出氣對環(huán)空壓力影響的實驗裝置對該文獻中的理論進行實驗驗證，將對現(xiàn)場實際工程具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的是：提供了一種模擬欠平衡鉆井地層出氣對環(huán)空壓力影響的實驗裝置，為。本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

本實用新型一種模擬欠平衡鉆井地層出氣對環(huán)空壓力影響的實驗裝置，主要由計算機監(jiān)測系統(tǒng)、外管、內(nèi)管、壓力傳感器、內(nèi)外管接頭A、入水口、球閥A、液體流量計、水泵A、貯水槽、混合物出口、氣液固三相分離器、電加熱干燥器、巖屑收集器、出氣口、球閥B、氣體流量計、電磁式空氣泵、鉆頭、內(nèi)外管接頭B、液固混合物進口、巖屑儲集室和水泵B組成。外管上共設(shè)有4個出氣口，且兩兩之間距離相等；電磁式空氣泵依次與氣體流量計、球閥B和出氣口相連；貯水槽依次與水泵A、體流量計、球閥A和入水口相連。內(nèi)外管接頭A和內(nèi)外管接頭B為大小相同接頭；水泵A和水泵B為大小相同水泵；整個實驗過程中所使用的球閥都是大小相同的閥；在整個實驗過程中所使用的巖屑顆粒直徑3mm，內(nèi)管和外管都采用高強度耐高壓PC管制成，承壓10MPa且內(nèi)管壁厚是外管壁厚的2倍；在內(nèi)外管接頭A下部和內(nèi)外管接頭B上部各設(shè)有一個壓力傳感器，用于監(jiān)測地層出氣后壓力的變化規(guī)律。在整個實驗過程中4個出氣口模擬地層出氣口，電磁式空氣泵產(chǎn)出的氣體模擬地層產(chǎn)氣，外管模擬實際工況下的井壁，內(nèi)管模擬實際工況下的鉆桿，貯水槽內(nèi)的水模擬鉆井液；液固混合物進口流出的液固混合物模擬實際工況下正在鉆進過程。

本實用新型的優(yōu)點：使用方便快捷，在實驗?zāi)M過程中對水和巖屑顆粒進行回收循環(huán)利用，節(jié)約資源；能準確的得到地層出氣量對環(huán)空壓力影響的規(guī)律。

附圖說明

圖1是本實用新型一種模擬欠平衡鉆井地層出氣對環(huán)空壓力影響的實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1.計算機監(jiān)測系統(tǒng)，2.外管，3.內(nèi)管，4.壓力傳感器，5.內(nèi)外管接頭A，6.入水口，7.球閥A，8.液體流量計，9.水泵A，10.貯水槽，11.混合物出口，12.氣液固三相分離器，13.電加熱干燥器，14.巖屑收集器，15.出氣口，16.球閥B，17.氣體流量計，18.電磁式空氣泵，19.鉆頭，20.內(nèi)外管接頭B，21.液固混合物進口，22.巖屑儲集室，23.水泵B。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明。

如圖1所示，本實用新型一種模擬欠平衡鉆井地層出氣對環(huán)空壓力影響的實驗裝置，主要由計算機監(jiān)測系統(tǒng)1、外管2、內(nèi)管3、壓力傳感器4、內(nèi)外管接頭A5、入水口6、球閥A7、液體流量計8、水泵A9、貯水槽10、混合物出口11、氣液固三相分離器12、電加熱干燥器13、巖屑收集器14、出氣口15、球閥B16、氣體流量計17、電磁式空氣泵18、鉆頭19、內(nèi)外管接頭B20、液固混合物進口21、巖屑儲集室22和水泵B23組成。外管2上共設(shè)有4個出氣口15，且兩兩之間距離相等；電磁式空氣泵18依次與氣體流量計17、球閥B16和出氣口15相連；貯水槽10依次與水泵A9、體流量計8、球閥A7和入水口6相連。

如圖1所示，具體模擬過程為：首先關(guān)閉實驗?zāi)M過程中所有球閥，打開水泵A9和球閥A7，使水依次通過水泵A9加壓、液體流量計8計量后從入水口6進入內(nèi)管3，然后水從鉆頭19噴出后從環(huán)空往上流動，最終從混合物出口11流出至氣液固三相分離器12。待計算機監(jiān)測系統(tǒng)1內(nèi)的壓力趨于穩(wěn)定后打開水泵B23和巖屑儲集室22使水和巖屑顆粒一起從液固混合物進口21進入實驗裝置內(nèi)，并與鉆頭流出的水一起從環(huán)空往上流動，這就是模擬正常鉆進過程；待計算機監(jiān)測系統(tǒng)1內(nèi)的壓力趨于穩(wěn)定后先打開電磁式空氣泵18，然后打開與出氣口15相連的4個球閥B16，通過調(diào)節(jié)球閥B16的開度可模擬不同地層產(chǎn)氣量。在環(huán)空內(nèi)的氣液固三相流體最終從混合物出口11流出，進入氣液固三相分離器12進行三相分離，分離出的水進入貯水槽10進行循環(huán)使用，分離出的氣體進入大氣內(nèi)，分離出的巖屑顆粒進入電加熱干燥器13進行干燥后進入巖屑收集器14進行重新使用；整個實驗?zāi)M過程中得到了地層出氣對環(huán)空壓力影響的規(guī)律，即整個模擬過程結(jié)束。