[发明专利]多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统

权利要求书

1.一种多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统，包括安装架(1)，该安装架(1)上具有沿其长度方向依次设置的模拟井筒(10)和模拟钻柱(11)，其特征在于，还包括：

钻井液循环系统(2)，用于向模拟井筒(10)和模拟钻柱(11)供给钻井液和进行钻井液的处理；

驱动装置(4)，用于驱动模拟钻柱(11)沿模拟井筒(10)长度方向移动和/或驱动模拟钻柱(11)转动；

起升装置(5)，用于提升安装架(1)的一端，使模拟井筒(10)和模拟钻柱(11)相对于水平面倾斜；

加砂装置(6)，其与钻井液循环系统(2)相连，用于在实验时向钻井液中加砂。

2.根据权利要求1所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统，其特征在于：所述钻井液循环系统(2)包括进液管(2a)，以及相互连接的泥浆泵(20)和泥浆罐(21)，所述泥浆泵(20)的出口端与进液管(2a)连通，所述进液管(2a)连接有钻柱进液管(2b)、环空进液管(2c)和旁通管(2d)；

所述钻柱进液管(2b)与模拟钻柱(11)的顶端连通，环空进液管(2c)与模拟井筒(10)的底端连通，所述模拟井筒(10)的顶端设有回流管(2e)，该回流管(2e)上设有振动筛(22)，所述振动筛(22)与泥浆罐(21)相连，所述旁通管(2d)通过三通阀(2f)与回流管(2e)相连。

3.根据权利要求2所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统，其特征在于：所述加砂装置(6)包括均与环空进液管(2c)相连的自动加砂机构和人工加砂机构。

4.根据权利要求2或3所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统，其特征在于：所述钻井液循环系统(2)还包括砂泵(23)和备用进液管(2g)，所述砂泵(23)的进口端与泥浆罐(21)相连，出口端同时与进液管(2a)和备用进液管(2g)连通，所述备用进液管(2g)与进液管(2a)并联设置，并同时与钻柱进液管(2b)、环空进液管(2c)和旁通管(2d)相连，所述泥浆泵(20)的出口端同时还与备用进液管(2g)相连。

5.根据权利要求1所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统，其特征在于：所述模拟钻柱(11)伸入模拟井筒(10)的一端连接有模拟钻头(19)，该模拟钻头(19)呈前小后大的中空圆锥台状，其侧壁上沿周向均匀分布有与椭圆状的水眼(190)，所述水眼(190)与模拟钻头(19)内部连通。

6.根据权利要求1所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统，其特征在于：所述驱动装置(4)包括传动箱(40)，该传动箱(40)上设有轴向驱动电机(41)和旋转驱动电机(42)，传动箱(40)内具有由轴向驱动电机(41)驱动的齿轮，安装架(1)上在传动箱(40)的两侧对称设有齿条(12)，所述齿轮与齿条(12)啮合，所述旋转驱动电机(42)沿安装架(1)长度方向设置，其电机轴通过水龙头(13)与模拟钻柱(11)固定连接。

7.根据权利要求1或6所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统，其特征在于：所述起升装置(5)包括起升塔架(50)，该起升塔架(50)从下至上依次设有卷扬电机(51)、卷扬筒(52)和定滑轮(53)，并配置有钢绳(54)，所述钢绳(54)与安装架(1)的后端相连。

8.根据权利要求7所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统，其特征在于：所述安装架(1)底部具有至少两个沿宽度方向设置的支撑辊(14)，所述支撑辊(14)的两端套装有滚轮(140)。

9.根据权利要求8所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统，其特征在于：所述起升塔架(50)两侧对称设置有滑槽(500)，所述滑槽(500)沿起升塔架(50)的高度方向设置，其中一个所述支撑辊(14)位于安装架(1)的后端，该支撑辊(14)两端的滚轮(140)嵌入正对的滑槽(500)中。

10.根据权利要求1所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统，其特征在于：还包括数据采集系统，所述数据采集系统包括控制柜(8)，所述安装架(1)上对应模拟井筒(10)的位置沿其长度方向均匀分布有高清摄像头(80)，模拟井筒(10)的两端设有与其连通的差压计(81)，模拟井筒(10)的出口端设置有密度计(82)，模拟井筒(10)的一侧设有超声多普勒流量计(83)，所述高清摄像头(80)、差压计(81)及超声多普勒流量计(83)均与控制柜(8)相连。