[发明专利]一种钻井液滤饼压制及清洗效率一体化评价装置及方法

权利要求书

1.一种钻井液滤饼压制及清洗效率一体化评价方法，依靠评价装置完成，该装置位于支架(12)上，由转子(1)、变速电机(2)、轴承(3)、密封盖(11)、人造井壁(7)、螺杆(9)组成，所述转子(1)通过轴承(3)固定于上、下密封盖之间，转子与变速电机(2)同轴固定，转子的外部为人造井壁(7)，人造井壁通过螺杆(9)同样固定于上、下密封盖之间，上密封盖设有进液口(4)、加压口(13)，进液口、加压口均与转子和人造井壁之间的环形空间相连通，下密封盖设有放液口(5)、滤液口(6)，放液口与转子和人造井壁之间的环形空间相连通，滤液口与人造井壁和螺杆之间的环形空间相连通，该方法依次包括以下步骤：

(1)将钻井液加热至井底温度，通过进液口将加热后的钻井液倒入转子与人造井壁之间的环形空间，充满后关闭进液口；

(2)通过加压口对转子与人造井壁之间的环形空间加压至井底压力，打开变速电机，模拟钻井时井下循环排量，由下式确定变速电机的转速N_m：

式中：N_m为钻井液滤饼压制时变速电机的转速，转/min；Q_m为钻井时钻井液井下循环排量，L/s；D_m为钻进时井眼半径，m；d_m为钻杆半径，m；K_m为钻井液稠度系数，mPa*sⁿ，n为流性指数，无单位；n_m为钻井液流性指数，无单位；τ_m为钻井液动切力，Pa；R₁为转子半径，m；R₂为人造井壁内壁半径，m；

(3)30min后，关闭变速电机，泄压，通过放液口排放钻井液，采用针入度法测量人造井壁内形成的钻井液原始滤饼厚度H，多处测量，取其平均值；

(4)通过进液口向转子与人造井壁之间的环形空间装入前置液，充满后关闭进液口；

(5)打开变速电机，模拟固井过程中前置液顶替排量，由下式确定变速电机的转速N_s：

式中：N_s为钻井液滤饼清洗时变速电机的转速，转/min；Q_s为前置液顶替排量，L/s；D_s为固井时井眼半径，m；d_s为套管半径，m；K_s为前置液稠度系数，mPa*sⁿ，n为流性指数，无单位；n_s为前置液流性指数，无单位；τ_s为前置液动切力，Pa；R₁为转子半径，m；R₂为人造井壁内壁半径，m；r_s＝R₂-H，m；

(6)每隔5min测量一次滤饼厚度，直到滤饼厚度h不再变化；

(7)通过下式计算滤饼清洗效率：

(8)通过下式计算被清洗滤饼的抗剪强度：

式中：τ为钻井液滤饼清洗后的抗剪强度，Pa；K_s为前置液稠度系数，mPa*sⁿ，n为流性指数，无单位；n_s为前置液流性指数，无单位；τ_s为前置液动切力，Pa；R₁为转子半径，m；R₂为人造井壁内壁半径，m；r_s＝R₂-H，m。