[发明专利]一种多因素环境下的室内钻进模拟装置及评价方法

权利要求书

1.一种多因素环境下的室内钻进模拟装置，其特征在于：所述多因素环境下的室内钻进模拟装置包括：岩心夹持系统、井底循环系统、上覆压力系统、地层压力系统、钻压模拟系统、旋转驱动系统、钻深测量系统和自动控制和数据采集系统；

所述岩心夹持系统为夹持岩心的密封装置，用于模拟井下压力与温度环境；

所述岩心夹持系统包括承压外筒、轴压筒和轴压堵头；

所述承压外筒的两端开口，一端开口设有端盖，另一端开口与所述轴压筒连接；

所述岩心放置在所述承压外筒的内腔中，所述轴压堵头设置在岩心的下方；所述端盖的内腔、承压外筒的内腔上端、岩心的上端面围合形成钻井液循环腔；

所述井底循环系统包括：高压钻井液往复循环装置和钻井液洗井装置；

所述高压钻井液往复循环装置包括两组精密柱塞泵和中间容器；

每个中间容器与一个精密柱塞泵连接；

在所述承压外筒的上端开有三个口，三个口分别与所述钻井液循环腔相通，其中两个口分别与一个中间容器连接，另外一个口为放浆口；

所述钻井液洗井装置包括恒温储罐、搅拌器、钻井液泵、颗粒杂质过滤器、回压器和防喷储污桶；

所述搅拌器设置在恒温储罐上；

所述井底循环系统、上覆压力系统、地层压力系统、钻压模拟系统、旋转驱动系统分别通过管路与岩心夹持系统连接；

所述钻深测量系统与钻压模拟系统连接；

所述自动控制和数据采集系统通过电路连接岩心夹持系统、井底循环系统、上覆压力系统、地层压力系统、钻压模拟系统、旋转驱动系统和钻深测量系统。

2.根据权利要求1所述的多因素环境下的室内钻进模拟装置，其特征在于：所述岩心夹持系统采用三轴加载模式；

所述轴压堵头的大径段设置在轴压筒与承压外筒连通的内腔中，小径段伸出到轴压筒外部；所述大径段的直径大于小径段的直径；

所述轴压堵头能够在轴压筒与承压外筒连通的内腔中沿轴向往复移动；

钻杆穿过端盖、钻井液循环腔后伸入到岩心中。

3.根据权利要求2所述的多因素环境下的室内钻进模拟装置，其特征在于：

在所述中间容器与钻井液循环腔之间的管路上设置有井底压力传感器；

所述钻井液泵的一端通过管路与恒温储罐连接，另一端通过管路与钻杆水眼连接；

所述放浆口通过管路与颗粒杂质过滤器连接，所述颗粒杂质过滤器通过管路与回压器连接，所述回压器分别通过管路与恒温储罐、防喷储污桶连接；

所述恒温储罐中放置钻井液，运行时中间容器中与钻井液循环腔连接的缸体内充满钻井液。

4.根据权利要求3所述的多因素环境下的室内钻进模拟装置，其特征在于：在所述放浆口与颗粒杂质过滤器之间的管路上设置有井底压力传感器；

在所述承压外筒的外层围绕有电加热装置；

在所述承压外筒的外壁上固定有带把手的旋转螺钉，用于模拟井斜角度；

在所述颗粒杂质过滤器的外层围绕有循环水冷却器。

5.根据权利要求4所述的多因素环境下的室内钻进模拟装置，其特征在于：所述上覆压力系统包括两台多功能自动液压泵，其中一台通过管路与承压外筒连接，另一台通过管路与轴压筒连接。

6.根据权利要求5所述的多因素环境下的室内钻进模拟装置，其特征在于：所述地层压力系统包括精密注射泵、中间容器组，所述精密注射泵通过管路和阀门与中间容器组连接，所述中间容器组通过管路与轴压堵头的中心孔连接，能够直接将液体注入岩心；

所述精密注射泵采用ISCO泵100D，其能够提供连续无脉冲流体，工作压力为10000psi，流量为0.0001-25ml/min。