[实用新型]一种模拟光滑与粗糙裂缝壁面堵漏试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气钻井中裂缝性地层堵漏研究的技术领域，特别是一种模拟光滑与粗糙裂缝壁面堵漏试验装置。

背景技术

裂缝性井漏是油气钻井井漏最普遍的一种井漏方式。模拟裂缝井漏的堵漏试验测试装置不可谓不多，如美国研发的API堵漏仪，我国研究的高温高压裂缝堵漏实验装置，这些试验装置最大缺点是模拟裂缝块的壁面均为金属光滑裂缝壁面，与实际裂缝壁面，如砂岩裂缝壁面、部分灰岩裂缝壁面带有显著的粗糙度不相同，导致通过光滑裂缝壁面试验优选出的堵漏剂配方在承压力和粒度组配，甚至堵漏材料类型上都出现严重误差，未能真实反映实际裂缝漏失与堵漏状况。

如何才能够在钻井液堵漏实验中正确模拟漏失裂缝和建立裂缝性堵漏评价方法，为油气钻井液防漏堵漏技术提供科学依据，一直是困扰提高堵漏测试技术水平和准确程度的一大难题。目前国内普遍使用的是API室内静态堵漏评价试验装置，该装置由于漏床和缝板的位置及结构不合理，不能真实地模拟漏失地层的裂缝具有一定深度的状况，尤其是对于裂缝壁面的粗糙度没有加以考虑，实际地层中，岩性不同或裂缝成因不同，地层中的裂缝壁面有光滑和粗糙之分，堵漏材料在这两种裂缝中的堵漏效果差别较大，这就提出了新的要求：能否设计出一种新的裂缝堵漏测定装置，该装置模拟的裂缝具有可人为调整的粗糙和光滑面，且具有较长的深度或长度，试验完成后可以分开裂缝，观察到堵漏材料在不同裂缝壁面上不同位置堆积的深度，分析出封口、封喉、封腰、封尾的不同堵漏状况及其堵漏机理。进而分析评价出堵漏材料的封堵裂缝效果，为堵漏材料的优选，堵漏钻井液封堵裂缝效能的评价以及堵漏方案和工艺的确定，提供一种科学有效的试验评价手段。

实用新型内容

本实用新型适用于不同岩性地层中具有不同壁面粗糙度的裂缝堵漏研究，进行堵漏材料的评价和堵漏钻井液、完井液以及其他油气井工作液堵漏效果以及配方研究，所研究结果更能反映不同裂缝壁面状况下的堵漏效果，提供一种模拟光滑与粗糙裂缝壁面堵漏试验装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种模拟光滑与粗糙裂缝壁面堵漏试验装置，它包括模拟容器和裂缝模块，所述的模拟容器由模拟井筒、模拟井筒上盖、模拟井筒底盖、裂缝模块定位套、余液出口联管、堵漏液出口管以及设置在模拟井筒顶部的针型截止阀组成，所述的模拟井筒上盖和模拟井筒底盖分别设置在模拟井筒的上下端，所述的裂缝模块定位套的一端经模拟井筒联接法兰连接在模拟井筒侧壁上且与模拟井筒连通，裂缝模块定位套的另一端经堵漏液出口联接法兰连接有堵漏液出口管，堵漏液出口管上设置有堵漏液出口控制阀，所述的余液出口联管设置在模拟井筒的侧壁上且与模拟井筒连通，余液出口联管上设置有余液排泄阀，所述的裂缝模块设置于裂缝模块定位套内，裂缝模块由裂缝块A、裂缝块B和紧固螺钉组成，裂缝块A和裂缝块B均为半圆形柱状，裂缝块A与裂缝块B相对立设置且裂缝块A与裂缝块B之间形成有裂缝，裂缝块A与裂缝块B经紧固螺钉连接于一体。

它还包括支撑柱、立柱和底座，所述的支撑柱的下端设置在底座上，支撑柱的另一端固定在模拟井筒底盖底部，所述的立柱设置于底座与裂缝模块定位套之间。

所述的余液出口联管和堵漏液出口管分别设置在模拟井筒的左右侧。

所述的裂缝块A、裂缝块B的表面可以粘贴不同型号的砂纸或有点状、线状、交叉线状等刻痕的金属片来改变其表面粗糙度。

本实用新型具有以下优点：

(1)本实用新型具有加压功能，通过调压阀调节控制对堵漏流体施加压力，可以根据需要，选择模拟现场条件的恒定压差，也可以精确的按照一定速递增加或降低压力，压力调节范围为0-7MPa可调，使有关研究试验更加方便易行。

(2)本实用新型具备多种模拟裂缝试验模块，因井下漏层复杂，裂缝形态多变根据试验要求，配备了多种模拟不同裂缝的试验模块，特别是可以通过在裂缝块的金属表面粘贴不同型号的砂纸或有点状、线状、交叉线状等刻痕的金属片改变裂缝面的粗糙度，来模拟不同岩性地层中的裂缝，达到更真实的模拟地层裂缝的目的。

(3)裂缝模块为圆柱形，中间有裂缝，且裂缝块可分为上下两块组合，由空心圆柱管定位，由紧固螺钉固定连接于一体，因此可以根据井下不同裂缝层特征，选择适宜的裂缝模块进行试验，具有更换方便的特点，且更能迅速达到预期目的。