[发明专利]近水平定向钻进实钻模拟与钻进参数测试装置及方法

权利要求书

1.一种近水平定向钻进实钻模拟与钻进参数测试装置，其特征在于，包括：

模拟地质体，包括若干节混凝土圆柱体；

钻进驱动系统，包括支架、轨道、驱动电机以及布置在导轨上的动力头，所述动力头在安装钻具后，所述钻具轴线和模拟地质体轴线重合；

泥浆泵，用于为钻进驱动系统提供钻进所需的高压钻孔冲洗液，且压力和/或流量在一定范围内连续可调；

管汇系统，包括若干个用于模拟长钻孔实钻过程中钻井液在钻具中沿程压力损失的盘绕的长钢管组成，所述长钢管连接各系统用于输送钻孔冲洗液的管道以实现钻孔冲洗液循环流动。

2.根据权利要求1所述的一种近水平定向钻进实钻模拟与钻进参数测试装置，其特征在于，还包括：

固控系统，包括振动筛和离心机，可分离处理钻孔冲洗液中岩屑和/或泥砂颗粒并净化冲洗液从而实现钻孔冲洗液循环利用；

其中，所述固控系统和泥浆泵安装在下沉式工作坑内，所述工作坑紧邻钻进驱动系统，由水池收集的孔口返水可在重力作用下流至固控系统。

3.根据权利要求1所述的一种近水平定向钻进实钻模拟与钻进参数测试装置，其特征在于，所述模拟地质体采用多节预制混凝土圆柱体拼装而成，拼装间隙采用混凝土浇灌；

并且混凝土圆柱体设置有配筋，所述配筋包括沿轴向布置的主筋和沿周向布置的箍筋，钻孔轨迹布置在配筋以内的混凝土中。

4.根据权利要求1所述的一种近水平定向钻进实钻模拟与钻进参数测试装置，其特征在于，所述管汇系统通过调节三通阀选择试验期间接入固控系统或采用外接水源，孔口返水外排。

5.根据权利要求1所述的一种近水平定向钻进实钻模拟与钻进参数测试装置，其特征在于，所述管汇系统中的盘绕长钢管是一组固定在地面的螺旋形钢管，各钢管之间通过选择接口位置和开关对应闸阀，调节接入钻孔冲洗液循环线路的钢管长度。

6.一种近水平定向钻进实钻模拟与钻进参数测试方法，其特征在于，包括：

采用若干节混凝土圆柱体模拟模拟地质体；

将钻具装入一钻进驱动系统，钻进驱动系统包括轨道、驱动电机以及布置在导轨上的动力头，所述动力头在安装钻具后，所述钻具轴线和模拟地质体轴线重合；

用泥浆泵向钻进驱动系统提供钻进所需的高压钻孔冲洗液，且压力和/或流量在一定范围内连续可调；

用包括若干个盘绕的长钢管组成的管汇系统模拟长钻孔实钻过程中钻井液在钻具中沿程压力损失，所述长钢管连接各系统用于输送钻孔冲洗液的管道以实现钻孔冲洗液循环流动。

7.根据权利要求6所述的一种近水平定向钻进实钻模拟与钻进参数测试方法，其特征在于，还包括：

利用一包括振动筛和离心机的固控系统分离处理钻孔冲洗液中岩屑和/或泥砂颗粒并净化冲洗液从而实现钻孔冲洗液循环利用；

其中，所述固控系统和泥浆泵安装在下沉式工作坑内，所述工作坑紧邻钻进驱动系统，由水池收集的孔口返水可在重力作用下流至固控系统。

8.根据权利要求6所述的一种近水平定向钻进实钻模拟与钻进参数测试方法，其特征在于，采用多节预制混凝土圆柱体拼装成所述模拟地质体，采用混凝土浇灌拼装间隙；

在混凝土圆柱体设置有配筋，所述配筋包括沿轴向布置的主筋和沿周向布置的箍筋，钻孔轨迹布置在配筋以内的混凝土中。

9.根据权利要求6所述的一种近水平定向钻进实钻模拟与钻进参数测试方法，其特征在于，通过调节三通阀选择试验期间所述管汇系统接入固控系统或采用外接水源，孔口返水外排。

10.根据权利要求6所述的一种近水平定向钻进实钻模拟与钻进参数测试方法，其特征在于，所述管汇系统中的盘绕长钢管是一组固定在地面的螺旋形钢管，各钢管之间通过选择接口位置和开关对应闸阀，调节接入钻孔冲洗液循环线路的钢管长度。