[发明专利]旋转导向钻井系统试验配套系统

说明书

一种旋转导向钻井系统试验配套系统，该试验配套系统主要由旋转钻井系统，井筒系统，地层模拟系统，连续油管组成；其中旋转钻井系统是在试验时向试验系统施加钻压和提供旋转扭矩，井筒系统和连续油管均为模拟井身的结构，地层模拟系统模拟地层岩石结构；旋转钻井系统与井筒系统的连接是通过其上的定位器与井口井筒的法兰盘连接形成一体；而井筒系统末端端口和地层模拟系统法兰连接，泥浆泵的出口和连续油管连通，该连续油管出口通过高压管汇与旋转钻井系统的中心管连通。本发明通过旋转钻进地层模拟系统过程模拟油田钻井工况，通过开展模拟试验验证不同转速下，测出旋转导向工具的流量，压降、施加钻压、承受扭矩，并建立相互之间关系，为研制旋转导向工具提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及石油天然气钻采领域，具体涉及为石油、天然气钻采行业的旋转导向产品，提供室内地面模拟试验装置。

背景技术

随着国内油田开发特殊油藏的超深井、高难度定向井、水平井、大位移井和水平分支井等特殊油井的需要，旋转导向钻井技术的研究日趋热烈，为了研究开发旋转导向技术产品，可靠的地面模拟试验装置是必须具备的条件之一，进行下井前的地面模拟试验，以验证和检测旋转导向工具的功能原理，导向力与导向效果，考核工具产品的可靠性。国外旋转导向工具产品价格昂贵，为实现旋转工具国产化，降到钻采成本，各油气田加快研发旋转导向工具产品，目前国内具备开展旋转导向工具产品地面模拟实现系统试验能力不足，，严重制约了国内旋转工具国产化进程。

发明内容

针对这一现状，本发明公开了旋转导向钻井系统试验配套系统，致力解决旋转导向产品进行地面模拟试验需要，整体提升旋转导向钻井系统试验系统的试验能力。解决因试验系统能力不足而制约旋转工具国产化进程的行业难题。

本发明所采用的技术方案是：

一种旋转导向钻井系统试验配套系统，该试验配套系统主要由旋转钻井系统，井筒系统，地层模拟系统，连续油管组成；其中旋转钻井系统是在试验时向试验系统施加钻压和提供旋转扭矩，井筒系统和连续油管均为模拟井身的结构，地层模拟系统模拟地层岩石结构；旋转钻井系统与井筒系统的连接是通过其上的定位器与井口井筒的法兰盘连接形成一体；而井筒系统末端端口和地层模拟系统法兰连接，泥浆泵的出口和连续油管连通，该连续油管出口通过高压管汇与旋转钻井系统的中心管连通。

所述旋转钻进系统主要由电动机、液压缸、导向杆、移动座、中心管、固定座、定位器组成；中心管一端与电动机连接，另一端与钻杆连接后，整体安装在移动座上；导向杆安装在固定座两侧后和移动座滑动配合，该导向杆的上下端分别安装上限位开关、下限位开关来限制移动座的行程；液压缸本体安装在移动座上，其活塞端安装在固定座上；若干所述钻杆之间通过钻杆螺纹扣连接后形成钻柱，最前端的钻杆通过螺纹扣连接有旋转导向工具，旋转导向工具前端通过螺纹扣连接钻头。

所述井筒系统主要由井口井筒、斜直段井筒、弯曲段井筒、水平段井筒依次从高到低布置且相切密封连接而成后由井筒支座支撑，在水平段井筒的末端布置有排卸口以及水平段井筒的末端端口设置有井筒法兰。

所述地层模拟系统是由水泥与碎石按比例预制成型的若干个相同模块组合而成的，在头部的模块上有预埋法兰和若干井口。

所述连续油管设置有若干组，各组之间通过截止阀进行切换开或关。

该试验配套系统包括净化循环系统，其接入井筒系统的末端后通过灌注泵和泥浆泵连接，该泥浆泵的出口和连续油管连通，该连续油管出口通过高压管汇与旋转钻井系统的中心管连通。

所述净化循环系统主要由沉降罐、振动筛、循环罐组成；振动筛安装在沉降罐上方，沉降罐与循环罐相邻布置，中间布置有挡板；井筒系统中水平段井筒处的排卸口与振动筛通过软管连通；中心管和钻杆采用中空结构，中间可以实现钻井液流过。钻杆相互连接成的钻柱、旋转导向工具、钻头的外表面与地层模拟系统和井筒系统的内表面形成环空，高压钻井液从中心管进入到钻杆经过旋转导向工具、钻头后经环空从布置在井筒系统上的排卸口流出进入振动筛。