[发明专利]一种水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置及方法

权利要求书

1.一种水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：包括底盘、钢套筒、煤样压实系统、裂缝生成系统、渗透率实时测试系统、钻井液污染系统、数据采集处理系统和清洗系统，钢套筒通过固定架固定安装在底盘上，裂缝生成系统固定设置在钢套筒内，渗透率实时测试系统、钻井液污染系统和清洗系统分别按照测试工序与煤样压实系统连接，数据采集处理系统分别与裂缝生成系统、渗透率实时测试系统和钻井液污染系统信号连接。

2.根据权利要求1所述的水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：钢套筒竖向设置，钢套筒的顶部和底部均敞口，固定架包括两个支撑架，两个支撑架的结构相同且关于钢套筒左右对称设置，左侧的支撑架包括一根竖直杆和若干根水平杆，竖直杆的底部固定连接在底盘的上表面左侧部，竖直杆位于钢套筒的左侧，各根水平杆均沿左右方向设置，各根水平杆等间距沿竖向并排设置在竖直杆和钢套筒之间，各根水平杆的左端均固定连接在竖直杆上，各根水平杆的右端均固定连接钢套筒的外侧壁左侧部，钢套筒的底部位于底盘的上表面中心正上方。

3.根据权利要求2所述的水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：煤样压实系统包括液压升降台、分割盘、连接杆、上盖和液压油缸，液压升降台同中心固定安装在底盘的上表面，液压升降台的上表面位于钢套筒的底部正下方，分割盘同中心滑动设置在钢套筒内，分割盘的外圆周与钢套筒的内圆周滑动接触，连接杆竖向设置，连接杆的下端固定连接在分割盘的上表面中心，上盖底部敞口，上盖扣合在钢套筒的顶部，上盖的内圆周与钢套筒的顶部外圆周接触，上盖的外圆周上圆周阵列螺纹连接有若干根径向设置的紧固螺栓，各根紧固螺栓的内端紧压在钢套筒的外圆周上，连接杆的上端穿过上盖伸出钢套筒，液压油缸竖向设置并通过安装架固定安装在上盖的上表面，钢套筒、液压升降台、分割盘、连接杆、上盖和液压油缸的中心线重合，液压油缸的活塞杆下端与连接杆的上端可拆卸固定连接。

4.根据权利要求3所述的水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：裂缝生成系统包括若干根方形裂缝管，方形裂缝管由一块工字型板和两块竖直板组成，工字型板竖向设置，两块竖直板分别滑动设置在工字型板的左侧和右侧，工字型板的中部隔板左侧面和右侧面上均设置有至少两个电动伸缩杆，左侧的各个电动伸缩杆的伸缩端固定连接在左侧的竖直板的右侧面上，右侧的各个电动伸缩杆的伸缩端固定连接在右侧的竖直板的左侧面上，工字型板的中部隔板的左侧面底部固定安装有静压式液位计。

5.根据权利要求4所述的水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：渗透率实时测试系统包括高压气瓶、进气管、气盖、出气管和气体回收瓶，高压气瓶与进气管的一端连接，进气管的另一端由上至下依次穿过上盖和分割盘伸入到钢套筒内，进气管上沿气体流动方向依次设置有第一气阀、气体调压器、气体流量计和第一压力计，气盖顶部敞口，气盖内圆直径与钢套筒的外径相等，出气管的一端固定插接在气盖的底部中心处且与气盖内部连通，出气管的另一端连接气体回收瓶，出气管上沿气体流动方向依次设置有第二压力计和第二气阀。

6.权利要求5所述的水平井钻进过程煤层污染程度定量测试装置，其特征在于：钻井液污染系统包括钻井液容器、第一进液管、液盖和出液管，钻井液容器内储存有钻井液，液盖上设置有顶部敞口且上大下小的台阶槽，台阶槽的上侧内圆直径与钢套筒的外径相等，台阶槽的下侧内圆直径与钢套筒的内径相等，第一进液管的一端与钻进液容器的出液口连接，第一进液管的另一端固定插接在液盖的外圆周侧壁上且与液盖内部的台阶槽连通，出液管的一端固定插接在液盖的外圆周侧壁上且与液盖内部的台阶槽连通，出液管的另一端与钻井液容器的进液口连接，第一进液管上沿液体流动方向设置有第一进液阀、增压泵和第三压力计，出液管上设置有压力阀。