[实用新型]一种随钻测斜仪工况模拟实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于石油钻井机械制造技术领域，具体涉及一种无线随钻测斜仪(MWD)的全工况闭环模拟实验系统。 

背景技术

无线随钻测量技术的应用在现代钻井行业中是必不可少的，无线随钻测斜仪(MWD)也成为了钻井工程中所必要的一类仪器设备。在几千米深的地层中环境十分恶劣：温度高、压力高、钻井液腐蚀性大等等，在这种环境下要使其连续正常工作几百小时，就需要在其抗压、抗冲刷、抗腐蚀以及工作稳定性等方面有较高的要求。目前国内钻井机械行业MWD的实验设备，如抗震、抗压等方面的实验一般是分开进行检验。而耐冲刷、仪器稳定性等方面一般是将实验产品带到现场，在实际工作环境中或采用清水代替泥浆进行检验。不完善的实验设备可能导致MWD仪器在现场使用前无法全面的进行检验而产生故障，不仅拖延钻井施工的进度，增加工程成本，还使得仪器存在的技术问题无法及时的回馈到制造厂家，减慢了研发部门的完善速度。 

发明内容

在本实用新型的主要目的是，提供一种全工况模拟实验系统，以消除目前所采用技术的上述缺点。这种实验系统在多个方面同时对MWD仪器进行检测，模拟现场施工环境，在信息反馈速度以及仪器现场工作的稳定性方面提供了很大的保证。具体实施方案是：系统包括一个水箱和一套闭环高压循环系统。水箱的具体实施方案是：它由泥浆池和水池两部分组成。闭环高压循环系统的具体实施方案是：它包括一个钻铤，两端用高压软管与管汇相连；三个不同作用的泵位于循环系统中，一个加注泵，一个加压泵以及一个循环泵；一个管道加热器，包于一段特定管汇外侧；一个振动台，置于钻铤低端下方。装置在运行过程中，泥浆在钻铤、高压软管与管汇内部流动，处于一个全封闭的空间。 

本实用新型的另外优点是，由于采用闭环系统，所需泥浆总量与能源消耗都不是很大，在高效效的利用能源的同时消除了大量使用腐蚀性泥浆的环境安全隐患。 

在所附的图中，以非限制性的举例形式，说明本实用新型的一个实施例，随后，在详细的描述中，较清楚的显示本发明的一些特性和优点。 

附图说明

图1是实验系统结构示意图 

具体实施方式

参阅附图，其中1为系统所用泥浆的泥浆池，3为保证1中的泥浆不发生沉淀凝固所安装的泥浆搅拌器。12为泥浆高压管汇，是系统中泥浆运动的主要场所。13为钻铤，实验所需的MWD仪器安置在钻铤中。7为加注泵，在系统运行前需通过7将1中的泥浆注入12与13中。9为循环泵，可使系统内泥浆按照箭头所示方向流动，加注过程中打开9，使泥浆有效注入12与13当中。为保证高压环境下的操作安全，需要尽量减少系统中的空气残留，安装13时两端通过高压软管与12相连，且图中右端高于左端与水平面呈30度左右夹角。4为排气管，置于最高点，可将系统中空气排出，保证操作安全。8为加压泵，由于使用液体加压所需总量较小，为降低技术难度，本发明中选取清水来对系统进行加压。当系统中充满泥浆后，关闭排气管4与循环泵9，打开加压泵8，对系统内部进行加压。 

当系统内部压力达到要求，关闭加压泵8，这时MWD仪器处于一个模拟地下高压的工作环境中。10为管道加热器，包裹在一段管汇12的外壁上，用以加温系统内部的泥浆。打开循环泵9并调整9的功率使内部泥浆达到所需排量，同时打开管道加热器10，将系统内部泥浆加热到所需温度，以模拟地下高温工作环境。 

图中14为振动台，安装在钻铤13低端下面。由于所需振幅，频率均较小，且钻铤13两端均使用高压软管与管汇12相连，所以振动台14可以实现且不会影响系统总体运行安全。开启振动台14，使13开始进行振动，从而使安装在钻铤13中的MWD仪器处于一个模拟振动环境进行工作。 

开启钻铤13中的MWD仪器，将上述操作完成后，这时仪器处于一个高温、高压、振动的工作环境，且系统内泥浆对其不停进行冲刷。11为压力传感器，MWD所产生的泥浆脉冲信号会由11所接收，从而通过电脑进行解码，以达到检测MWD仪器耐高压、耐高温、耐振动、耐冲刷以及耐腐蚀的多个实验目的。 

5和6为排空管，可将系统内部的泥浆回排至泥浆池进行回收再利用。其中5处于钻铤低端，当5开启时，钻铤内部的泥浆通过排空管5排如泥浆池，但5同样处于除钻铤外泥浆管汇的高点。这样不仅保证了钻铤内部的泥浆排空，同时满足了其余泥浆管汇中的泥浆保持充满状态，用于更换实验仪器，减少能量损失，便于操作。排空管6处于整个系统管汇的最低点，当开启排空管6时，可将系统内部泥浆全部排净。 

本实用新型的另外一个优点是系统可以自我清洗。加注泵7通过三通同时与泥浆池1和水池2相连，并通过阀控制。将连接泥浆池1的阀关闭，同时打开连接水池2阀打开，将水池中的水加入管汇12与钻铤13内部。打开循环泵9，对系统内部进行冲洗，冲洗完成后 打开排空阀6，排出污水。