[发明专利]一种井筒裂缝模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井技术领域，特别是涉及一种井筒裂缝模拟装置。

背景技术

在现有石油钻井技术领域，当钻井出现裂缝问题后，不能很好判断钻井井筒的出现裂缝后，该使用什么样以及多少量的的堵漏材料；如果有一个装置能够模拟钻井处理漏失的过程，测试堵漏材料对裂缝型漏失的封堵能力；则能够更加快捷有效的处理井筒的漏失，减少损失。

但是，目前还没有针对实际尺寸井筒及与之相连通地层裂缝的流体漏失模拟装置，大部分的研究都针对在数值模拟状态或小型实验装置，没有专门的裂缝漏失评价与堵漏试验装置。

发明内容

本发明提供了一种井筒裂缝模拟装置，该装置能够模拟钻井处理漏失的过程，测试堵漏材料对裂缝型漏失的封堵能力。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种井筒裂缝模拟装置，所述装置包括：井筒、裂缝模拟管；其中，井筒连接裂缝模拟管；井筒中心有内管，井筒外壁的上部有压力表、蹩压管线接头和泥浆回流口；井筒外壁的下部有用于连接裂缝模拟管的连接接口，在井筒外壁上有压力传感器接头；裂缝模拟管通过尾部法兰与井筒的连接接口相连接，所述裂缝模拟管内有水泥柱，所述水泥柱中间有一通道；裂缝模拟管的顶端有水泥裂缝浇筑短节，所述水泥裂缝浇筑短节中心有模拟裂缝，该模拟裂缝与水泥柱中间的通道相通。

在上述的装置中，所述井筒顶端为上法兰，上法兰通过螺栓与上法兰盖结合；井筒底部为下法兰，下法兰通过螺栓与下法兰盖结合；其中，上法兰盖中心有泥浆入口，所述泥浆入口与内管相通且为一体，内管尾部与下法兰盖之间有间隙。

在上述的装置中，所述井筒外壁的上部的压力表与蹩压管线接头位于同一水平位置。

在上述的装置中，所述井筒裂缝模拟装置进一步包括，高压注水管线和压力泵，其中，井筒的蹩压管线接头通过高压注水管线与压力泵相连接。

在上述的装置中，所述井筒外壁的下部有用于连接裂缝模拟管的接口，所述接口与井筒外壁上的压力传感器接头处于同一水平位置。

在上述的装置中，所述裂缝模拟管进一步包括：变径法兰；该变径法兰上有一通道；其中，裂缝模拟管管体的顶部法兰与水泥裂缝浇筑短节、变径法兰依次连接，通过螺栓进行固定。

在上述的装置中，所述裂缝模拟管的尾部法兰、井筒的连接接口的法兰之间有密封槽，在密封槽上置有密封圈进行密封；裂缝模拟管的顶部法兰与水泥裂缝浇筑短节之间有密封槽，在密封槽上置有密封圈进行密封；水泥裂缝浇筑短节与变径法兰之间有密封槽，在密封槽上置有密封圈进行密封。

在上述的装置中，所述裂缝模拟管有多个配套水泥柱，各水泥柱的通道的横截面的面积不同。

在上述的装置中，所述水泥裂缝浇筑短节与水泥柱浇筑在一起，所述水泥柱的通道的横截面的面积比水泥裂缝浇筑短节的模拟裂缝的横截面的面积小。

在上述的装置中，所述水泥柱的通道的横截面的高度为20mm～30mm，宽度为1mm～5mm；所述水泥裂缝浇筑短节的模拟裂缝的横截面的高度为40mm，宽度为10mm。

由上述可见，本发明提供的技术方案，创造出一个更接近实际裂缝的模拟装置。其中，井筒与真实井眼的尺寸相当，裂缝的材质为水泥跟地层性质更加接近，更有说服力；所述装置可以模拟整个钻井液循环的过程，模拟堵漏材料封堵裂缝的整个过程，评价堵漏材料的堵漏效果；该装置密封效果好，可以进行试压，增加了使用时的安全性。使用本发明提供的装置能够能更加准确的模拟实际的钻井过程中井筒出现裂缝，使用堵漏材料进行堵漏的过程。给实际操作提供依据。

附图说明

图1是本发明中一种实施例中的井筒裂缝模拟装置的结构示意图；

图2是本发明中一种实施例中的裂缝模拟管的剖面结构示意图；

图3是本发明中一种实施例中的井筒结构示意图；

图4是一种实施例中的使用本发明进行模拟实验的整体结构示意图；

图5是一种实施例中的使用本发明进行模拟实验的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。