[发明专利]一种钻井井控模拟教学实验装置

权利要求书

1.一种钻井井控模拟教学实验装置，其特征是：包括井筒模拟系统、钻井液循环系统、加重钻井液循环系统、气液混合循环系统、计算机数据处理系统五部分，其中井筒模拟系统包括模拟钻柱的有机玻璃内管（1）、模拟套管的有机玻璃外管（2）、内旋转电机（3）、单流阀（4），有机玻璃内管（1）的外侧设有有机玻璃外管（2），在有机玻璃内管（1）的顶部设有提供钻柱旋转动力的内旋转电机（3）和单流阀（4），底部通过阀门（35）连接到气液两相混合器（18）；

所述的钻井液循环系统包括钻井液循环管路压力计（5）、钻井液流量计（6）、钻井液计量泵（7）、钻井液储存罐（8），钻井液储存罐（8）通过钻井液计量泵（7）、钻井液流量计（6）和钻井液循环管路压力计（5）连接到有机玻璃内管（1）的上部，所述的井筒模拟系统通过管道连接气液分离器（25），钻井液返回到钻井液储存罐（8），形成钻井液循环；

所述的加重钻井液循环系统包括加重钻井液循环管路压力计（10）、加重钻井液流量计（11）、加重钻井液计量泵（12）、加重钻井液储存罐（13），加重钻井液储存罐（13）依次通过加重钻井液计量泵（12）、加重钻井液流量计（11）、加重钻井液循环管路压力计（10）连接到有机玻璃内管（1）的上部；

所述的气液混合循环系统包括气体管路压力计（15）、气体流量计（16）、带有储存罐的气体压缩机（17）、气液两相混合器（18）、地层液相流体管路压力计（19）、地层液相流体流量计（20）、地层液相流体储存罐（21）和气液分离器（25），带有储存罐的气体压缩机（17）依次通过气体流量计（16）、气体管路压力计（15）连接到气液两相混合器（18）；所述的地层液相流体储存罐（21）依次通过地层液相流体流量计（20）、地层液相流体管路压力计（19）连接到气液两相混合器（18），

计算机数据处理系统包括计算机（26）、控制机柜（27）。

2.根据权利要求1所述的钻井井控模拟教学实验装置，其特征是：所述的有机玻璃内管（1）上部与单流阀（4）、内旋转电机（3）连接，可以模拟钻柱旋转；有机玻璃内管（1）和有机玻璃外管（2）组成的井筒的上部和下部均采用金属外壳材料对其进行密封，在上部设有三个外部接口，同时还设有螺纹连接方式以便连接井口注入设备；井筒的下部需要有两个接口用于连接地层液相流体进入通道和井漏通道。

3.根据权利要求1所述的钻井井控模拟教学实验装置，其特征是：所述的计算机数据处理系统中控制机柜（27）分别与钻井液流量计（6）、钻井液循环管路压力计（5）、加重钻井液流量计（11）、加重钻井液循环管路压力计（10）、钻井液流量计（20）、钻井液管路压力计（19）、气体流量计（16）、气体管路压力计（15）连接，并且与计算机（26）连接，计算机（26）能够控制压力计、流量计的大小，收集压力、流量数据，并能够实时显示。

4.根据权利要求1所述的钻井井控模拟教学实验装置，其特征是：所述的钻井液循环管路压力计（5）的一侧设有直动型压力控制阀门（23），作为安全阀防止液压系统过载，或者作为溢流阀使液压系统中压力保持恒定；或者作制动阀，对执行结构进行缓冲、制动。

5.根据权利要求1所述的钻井井控模拟教学实验装置，其特征是：所述的钻井液储存罐（8）的一侧设有钻井液染色装置（9），所述的加重钻井液储存罐（13）的一侧设有加重钻井液染色装置（14），所述的地层液相流体储存罐（21）的一侧设有地层液相流体染色装置（22）。

6.根据权利要求1所述的钻井井控模拟教学实验装置，其特征是：所述的有机玻璃内管（1）上部的通过返回管路压力计（24）、第二压力控制阀（30）和直动型压力控制阀门（23）连接到钻井液储存罐（8）的输送管道。

7.根据权利要求1所述的钻井井控模拟教学实验装置，其特征是：所述的加重钻井液循环管路压力计（10）与内旋转电机（3）之间设有立压表（37）、第一压力控制阀（29）和第三压力控制阀（31）。

8.根据权利要求1所述的钻井井控模拟教学实验装置，其特征是：所述的有机玻璃内管（1）底部通过井底压力表（36）和阀门（35）连接到气液两相混合器（18）。