[发明专利]模拟冻土地带钻井的装置

权利要求书

1.一种模拟冻土地带钻井的装置，其特征在于，该装置包括：

模拟实验装置，用于模拟冻土地带钻井，所述模拟实验装置包括模拟冻土、模拟井部、模拟钻柱和模拟钻头，所述模拟井部形成于所述模拟冻土中，当所述模拟钻柱和模拟钻头被布置于所述模拟井部中时，所述模拟钻柱与所述模拟井部的井壁之间留有空隙，并且所述模拟井部能够向下移动；

热水循环注入装置，用于向所述模拟钻柱中注入钻井液并控制所述钻井液的温度，并且使所述钻井液在所述模拟钻柱、所述模拟钻头、所述空隙以及所述热水循环注入装置中循环；以及

数据采集分析装置，用于采集所述模拟井部向下移动过程中的参数，并确定所述参数随所述模拟井部向下移动的变化规律。

2.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述模拟实验装置包括：

拉力施加装置，用于向所述模拟井部施加向下的拉力，以模拟所述模拟井部被施加的载荷。

3.根据权利要求1的装置，其特征在于，所述模拟井部包括：

模拟套管和水泥环，其中，所述水泥环形成于冻土壁和所述模拟套管之间，用于将所述模拟套管固定于所述模拟冻土的冻土壁内，所述模拟套管为所述模拟井部的井壁。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模拟实验装置还包括：

支撑力施加装置，用于在冻土和水泥环被形成之前向所述模拟井部施加支撑力，以支撑所述模拟井部。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述数据采集分析装置包括：

以下中的至少一者：

冻土温度检测模块，用于检测所述冻土的温度；

钻井液温度检测模块，用于检测所述钻井液的温度；

位移检测模块，用于检测所述模拟井部的位移；

拉力检测模块，用于检测所述拉力；及

注液排量检测模块，用于检测单位时间内从所述空隙中排出的所述钻井液的排出量，

以及

分析模块，用于根据所述冻土的温度确定所述冻土的融化区域，并用于分析所述冻土的温度、所述钻井液的温度、所述模拟井部的位移、所述融化区域、所述拉力和/或所述排出量随所述模拟井部向下移动的变化规律。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述冻土温度检测模块被安装于所述模拟冻土中位于所述模拟井部一侧半径区域的位置。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

制冷装置，用于对所述模拟冻土进行制冷处理，以使所述冻土维持冻土状态。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述模拟实验装置还包括：

滑轨，用于使所述模拟实验装置滑进或滑出所述制冷装置。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述制冷装置包括：

低温油循环装置，所述低温油循环装置能够容纳所述模拟实验装置，从而利用低温油对所述模拟冻土进行制冷处理。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述热水循环注入装置包括：

恒温加热箱，用于将所述钻井液加热至预定温度；以及

注液泵，用于提供使所述钻井液在所述模拟钻柱、所述模拟钻头、所述空隙以及所述恒温加热箱中循环的动力。