[发明专利]一种直井双壁钻杆系统冲刷腐蚀实验装置及实验方法

说明书

本发明涉及一种直井双壁钻杆系统冲刷腐蚀实验装置及实验方法，包括存储有流体介质的储液池、垂直设置的模拟井筒，所述的模拟井筒内设有外钻杆、设在外钻杆内的内钻杆以及连接在外钻杆下端的钻头，模拟井筒上端管路连接有向外钻杆内打入压缩气体的空压机，储液池与模拟井筒之间设有联动将流体介质打入或排出模拟井筒内的第一活塞缸和第二活塞缸。本发明可以模拟直井双壁钻杆系统井下流体介质对管杆的冲刷腐蚀过程，为双壁钻杆工程实际应用中的冲刷磨损预测提供重要数据支撑，并且通过改变时间、流体介质流速以及空压机压力等变量，可以得到各影响因素对冲刷腐蚀过程的影响程度。

技术领域

本发明涉及油井开采设备技术领域，尤其是一种直井双壁钻杆系统冲刷腐蚀实验装置及实验方法。

背景技术

双壁钻杆系统的气体反循环钻井技术由于其具有注气量低、成本低、效率高、钻进速度快等优点，是一种被广泛应用的新型欠平衡钻井技术。该技术采用双壁钻杆，即包含内钻杆与外钻杆的两层钻杆，材料选用金属材质。则井下流体介质会在流经管体与杆体时对管杆造成机械性的冲刷和电化学腐蚀的交互作用，对金属材料造成极大的破坏，使得双壁钻杆系统组成部件寿命缩短，造成经济损失，严重时会造成事故。

目前针对双壁钻杆系统在提高钻井技术效率以及高效节能方面的研究已经日益完善，但是针对其在流体冲刷作用下的腐蚀磨损以及安全防腐方面研究较少，因此对双壁钻杆系统在直井中的冲刷腐蚀过程进行实验与测定，为延长双壁钻杆的使用寿命提供研究方向，以及为评价基于双壁钻杆系统的气体反循环钻井技术的整体性能提供重要依据。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，为了给延长直井双壁钻杆的使用寿命提供研究方向以及为评价基于双壁钻杆系统的气体反循环直井钻井技术的整体性能提供依据，本发明提供一种直井双壁钻杆系统冲刷腐蚀实验装置及实验方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直井双壁钻杆系统冲刷腐蚀实验装置，包括存储有流体介质的储液池、垂直设置的模拟井筒，所述的模拟井筒内设有外钻杆、设在外钻杆内的内钻杆以及连接在外钻杆下端的钻头，模拟井筒上端管路连接有向外钻杆内打入压缩气体的空压机，储液池与模拟井筒之间设有联动将流体介质打入或排出模拟井筒内的第一活塞缸和第二活塞缸。

所述的外钻杆前端设有转换接头，转换接头与钻头之间连接有井下随钻仪。

所述的模拟井筒后端安装有防喷阀，防喷阀通过防喷器与空压机管路连接，模拟井筒上管路连接有用于压力检测的压力传感器和压力表。

所述的第一活塞缸和第二活塞缸的上方设有轴杆控制装置，轴杆控制装置与第一活塞缸之间设有推动第一活塞缸的柱塞作上下运动的第一联动轴杆，轴杆控制装置与第二活塞缸之间设有推动第二活塞缸的柱塞作上下运动的第二联动轴杆，第一活塞缸、第二活塞缸通过四通阀控制连通方式实现对储液池内流体介质的抽取并将抽取的流体介质打入模拟井筒内。

所述的四通阀与模拟井筒之间连接有第一管道、与第一活塞缸之间连接有第二管道、与储液池之间连接有第三管道、与第二活塞缸之间连接有第四管道，模拟井筒与储液池之间连接有排液管。

一种采用上述实验装置进行直井双壁钻杆系统冲刷腐蚀实验的方法，包含以下步骤：

a、实验准备：检查实验管道与第一活塞缸和第二活塞缸之间连接的气密性，储液池内准备好实验所需流体介质，开启空压机，第一活塞缸和第二活塞缸动作，进行实验装置试运行；通过抽吸作用将储液池中的流体介质储存在第一活塞缸中，关闭空压机，第一活塞缸和第二活塞缸停止动作，完成实验准备工作；