[发明专利]一种地层压力模拟装置及方法

权利要求书

1.一种地层压力模拟装置，其特征在于：所述地层压力模拟装置包括模拟井筒（5）、地层岩心模拟模块（6）、地层流体模拟模块（7）、地层压力模拟模块（10）、数据处理及控制模块（9）；

所述模拟井筒（5）为筒状结构，所述地层岩心模拟模块（6）安装在所述模拟井筒（5）的壁上，其一端与模拟井筒（5）的内腔相连通，另一端与地层流体模拟模块（7）的一端相连通；地层流体模拟模块（7）的另一端与地层压力模拟模块（10）相连通；

在所述模拟井筒（5）的腔内放置被测试的随钻地层压力测量短节；

在所述地层岩心模拟模块（6）和地层流体模拟模块（7）之间的管路上装有压力传感器（8）；

压力传感器（8）采集地层岩心模拟模块（6）内的地层压力信号，经A/D转换与调制处理后送入数据处理及控制模块（9），与预设的地层压力数字做比较，两者的差值作为控制信号，控制地层压力模拟模块（10）的输出压力，使地层压力模拟模块（10）输出的地层压力与预先设定的地层压力数字相近或相似。

2.根据权利要求1所述的地层压力模拟装置，其特征在于：所述模拟井筒（5）包括上端盖（1）、井壁（2）、下端盖（3）；上端盖（1）安装在井壁（2）的上端面，下端盖（3）安装在井壁2的下端面，在所述井壁（2）上开有地层岩心模拟模块安装孔（4）。

3.根据权利要求2所述的地层压力模拟装置，其特征在于：所述地层岩心模拟模块（6）包括外安装座（24）、法兰（25）、高压油口（26）、模拟岩心安装座（27）、岩心（28）和密封件；

所述模拟岩心安装座（27）和外安装座（24）均为一端带法兰的套筒状结构，岩心（28）外包裹有密封件，岩心（28）及密封件一起安装在所述模拟岩心安装座（27）内，模拟岩心安装座（27）再安装在外安装座（24）内，模拟岩心安装座（27）的法兰的内端面与外安装座（24）的法兰的外端面接触，模拟岩心安装座（27）的法兰的外端面与法兰（25）接触，通过螺栓将法兰（25）、模拟岩心安装座（27）和外安装座（24）固定在一起；

所述外安装座（24）固定在模拟井筒（5）的井壁(2)上，模拟岩心安装座（27）一端插入地层岩心模拟模块安装孔（4）内，在法兰（25）的中心安装有高压油口（26），模拟地层流体通过高压油口（26）进入岩心（28），再通过岩心（28）渗透进入模拟井筒（5）内。

4.根据权利要求3所述的地层压力模拟装置，其特征在于：所述地层流体模拟模块（7）为液压缸结构，缸体内装有活塞（19），活塞（19）将缸体分为两个腔，活塞（19）的一侧为高压液压油腔（18），另一侧为模拟地层流体腔（20）；

在所述高压液压油腔（18）一侧开有液压油入口（17），在高压液压油腔（18）上端开有排气口（23）；

在所述模拟地层流体腔（20）的一侧开有模拟地层流体出口（21），在模拟地层流体腔（20）的上端开有模拟地层流体注入口（22）；

所述液压油入口（17）与地层压力模拟模块（10）相连通，所述模拟地层流体出口（21）与地层岩心模拟模块（6）上的高压油口（26）相连通。

5.根据权利要求4所述的地层压力模拟装置，其特征在于：所述地层压力模拟模块（10）包括电磁阀（11）、增压缸（12）、调速阀（13）、电磁换向阀（14）、液压泵（15）和电机；

电机与液压泵（15）相连，电磁换向阀（14）的第一个接口与液压泵（15）相连通，第二个接口与冷却器相连通，冷却器与过滤器相连通，第三个接口通过双向液压锁与调速阀（13）的接口相通，调速阀（13）与增压缸（12）的下腔相连通，第四个接口通过双向液压锁与增压缸（12）的上腔连通；增压缸（12）的上腔也与电磁阀11连通；液压泵15的出油口接有溢流阀；

工控机控制液压泵15的输出压力。

6.根据权利要求3所述的模拟地层压力的试验装置，其特征在于：所述密封件为一金属包裹体，是通过浇注的方式包裹在岩心（28）外的，其与岩心（28）紧密结合成为一体。