[发明专利]水力高压粒子射流钻塞试验装置

权利要求书

1.一种水力高压粒子射流钻塞试验装置，包括储罐(1)、混砂筒(2)、输送机(3)、接料筒(4)、水泥车(5)、高压管(6)、高压弯头(7)、滑轮(8)、撬装架(9)、滑套(10)、移动横梁(11)、竖直轨道(12)、钢丝绳(13)、滑动密封总成(14)、扶正杆(15)、返出管线(16)、返出液口(17)、配重块(18)、玻璃上筒(19)、油管(20)、中间梁(21)、喷头(22)、喷嘴(23)、法兰盘(24)、玻璃下筒(25)、水泥塞(26)、底部横梁(27)、铰链(28)、底座(29)、回收罐(30)，储罐(1)设置在地面上，用于存储循环流体，为水泥车(5)供液，混砂筒(2)设置在水泥车(5)前部，混砂筒(2)可存储并搅拌粒子，输送机(3)设置在混砂筒(2)一侧，将粒子从混砂筒(2)输送至接料筒(4)，输送机(3)为螺旋式或料筒式，粒子从混砂筒(2)经过输送机(3)输送至接料筒(4)后，与储罐(1)中流体混合，进入水泥车(5)中，水泥车(5)泵组将流体加压后，加压流体携带粒子经过高压管(6)，进入设置在撬装架(9)上部高压弯头(7)，高压管(6)和高压弯头(7)用于输送高压流体和粒子，撬装架(9)设置在底座(29)上，起支撑内部设备，方便撬装运输的作用，滑轮(8)设置在撬装架(9)上部，滑轮(8)为定滑轮，用于实现移动横梁(11)的上升，钢丝绳(13)一端连接移动横梁(11)，一端连接下部铰链(28)，通过旋转铰链(28)带动钢丝绳(13)运动，经过滑轮(8)，实现移动横梁(11)的上升运动，移动横梁(11)通过滑套(10)套在竖直轨道(12)上，滑套(10)可在竖直轨道(12)上滑动，配重块(18)设置移动横梁(11)下部，与移动横梁(11)连接，油管(20)设置在移动横梁(11)下部，与高压弯头(7)连接，移动横梁(11)可带动油管(20)上下运动，滑动密封总成(14)设置在油管(20)外部，并与扶正杆(15)连接，扶正杆(15)可将滑动密封总成(14)扶正，并固定滑动密封总成(14)及下部装置，扶正杆(15)与竖直轨道(12)和撬装架(9)固定连接，返出液口(17)设置在滑动密封总成(14)下部，返出液口(17)可实现油管(20)与玻璃上筒(19)环空上返的水泥屑返出至返出管线(16)，返出管线(16)一端连接返出液口(17)，另一端连接回收罐(30)，回收罐(30)用于存储钻塞作业返出的水泥屑和液体，玻璃上筒(19)设置在油管(20)外部，玻璃上筒(19)上部连接返出液口(17)，下部连接法兰盘(24)，玻璃上筒(19)可直接观测水泥屑及返出液在油管(20)与玻璃上筒(19)之间环空的上返情况，法兰盘(24)设置在玻璃上筒(19)下部，将玻璃上筒(19)与玻璃下筒(25)连接，方便玻璃下筒(25)拆卸，玻璃下筒(25)设置在底座(29)与法兰盘(24)之间，可直接观测粒子射流喷射钻塞过程，喷头(22)设置在油管(20)底部，喷头(22)内部有流道，使高压流体与粒子混合物从油管(20)输送至喷嘴(23)，喷头(22)上设置一系列具有内螺纹的孔，喷嘴(23)设置在喷头(22)上，喷嘴(23)通过外部螺纹与喷头(22)上的内螺纹孔连接，喷嘴(23)内部镶嵌硬质合金，硬质合金的内径可调，在喷嘴(23)节流作用下，将流体速度升高，粒子在高速流体的携带下，从喷嘴(23)喷出，冲击下部的水泥塞(26)，在水泥塞面产生极高的冲击应力，实现水泥塞面的快速钻进，水泥塞(26)设置玻璃下筒(25)内部，水泥塞(26)为油田固井水泥与水，混合搅拌均匀后，注入玻璃下筒(25)后，放置24小时以上形成，中间梁(21)设置在竖直轨道(12)中部，与撬装架(9)固定连接，用于固定竖直轨道(12)，底部横梁(27)设置竖直轨道(12)的下部，实现对竖直轨道(12)和铰链(28)的固定，铰链(28)设置在底部横梁(27)上，铰链(28)旋转可带动钢丝绳(13)上下运动，铰链(28)通过卡扣可控制铰链(28)的旋转，底座(29)设置在竖直轨道(12)的下部。

2.根据权利要求1所述的一种水力高压粒子射流钻塞试验装置，其特征在于：在配重块(18)重力的作用下移动横梁(11)可进行下放，配重块(18)可模拟钻进过程中钻压，调节配重块(18)重量可调节钻压大小，移动横梁(11)内部有三个孔，中心孔可通过高压弯头(7)和油管(20)，两侧孔眼安装滑套(10)，滑套(10)与移动横梁(11)固定连接，底座(29)四周打孔，竖直轨道(12)可插入底座(29)孔中，使竖直轨道(12)居中扶正。