[发明专利]一种同心双层连续管钻抽砂试验系统及方法

说明书

本发明涉及一种同心双层连续管钻抽砂试验系统及方法，属于模拟钻抽砂试验技术领域。技术方案是：包含油套管模拟模块（2）、高压注液排液系统（3）、低压注水溢液系统（4）、低压洗砂排砂系统（5）和供电系统（6），油套管模拟模块（2）分别与高压注液排液系统（3）、低压注水溢液系统（4）和低压洗砂排砂系统（5）连接，形成三条通路，供电系统（6）为三条通路提供动力电源。本发明实现钻抽砂工具系统井下/地面装置与工具的功能原理演示、性能参数测量、清砂效果测量，为钻抽砂工艺参数优化调整提供模拟实验平台，能为钻抽砂工具系统运行提供操作、演练、培训等模拟平台，为钻抽砂工具系统产品的性能检验与推广应用提供强有力支撑。

技术领域

本发明涉及一种同心双层连续管钻抽砂试验系统及方法，属于模拟钻抽砂试验技术领域。

背景技术

同心双层连续管钻抽砂是一种针对气井钻抽砂，出现堵砂时，需将砂排出所设计的一种钻抽砂工具。针对气井出砂、堵砂影响气井生产，需要将砂排出气井的问题，为开发和验证钻抽砂工具等做技术支持，本领域亟待设计开发一套地面模拟同心连续管过油管钻抽砂工具及液固分离地面的试验系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种同心双层连续管钻抽砂试验系统及方法，模拟高压下钻砂、采砂与分砂功能；完成高压液注入、完成砂注入、水平衡注入以及完成试验后砂的排出的基础上，实现对完成钻砂、采砂等的压力、流量计量，钻砂、采砂效能评价，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案是：

一种同心双层连续管钻抽砂试验系统，包含油套管模拟模块、高压注液排液系统、低压注水溢液系统、低压洗砂排砂系统和供电系统，油套管模拟模块分别与高压注液排液系统、低压注水溢液系统和低压洗砂排砂系统连接，形成三条通路，供电系统为三条通路提供动力电源； 所述油套管模拟模块包含工具升降机构、钻抽砂工具、模拟油管、模拟套管、注砂斗、注水口、溢水口、排砂口和洗砂口；模拟套管套设在模拟油管外，模拟套管与模拟油管之间充有砂液，钻抽砂工具垂直设置在模拟油管内，工具升降机构带动钻抽砂工具在模拟油管内上下移动，模拟油管底部设有进砂缝，砂液可由进砂缝进入到模拟油管内，模拟套管管壁上从上至下依次设有溢水口、注水口、注砂斗、排砂口和洗砂口；

所述高压注液排液系统包含启停开关及变频器一、高压往复泵、压力监测装置一、节流阀一、流量监测装置一、双层连续管、节流器、采出存储箱、压力监测装置二和流量监测装置二；

在高压注液排液系统形成的通路中，供电线路一将供电系统与启停开关及变频器一和高压往复泵串连，高压往复泵出水端泵口通过高压注液管与压力监测装置一、节流阀一、流量监测装置一和双层连续管的内管依次串连后连接到钻抽砂工具，双层连续管的内管和外管之间的环状空间通过高压排液管与压力监测装置二、流量监测装置二、节流器和采出存储箱依次串连；

所述低压注水溢液系统和低压洗砂排砂系统共用启停开关及变频器二、水泵、压力监测装置三、三通阀、溢液排砂箱和流量监测装置三；

在低压注水溢液系统形成的通路中，供电线路二将启停开关及变频器二和水泵串连，水泵泵口通过低压注水管与压力监测装置三、流量监测装置三和三通阀阀口一依次串连，三通阀的阀口二与油套管模拟模块的注水口连接，油套管模拟模块的溢水口通过低压溢液管与溢液排砂箱连接；

在低压洗砂排砂系统形成的通路中，三通阀的阀口三通过低压洗砂管与油套管模拟模块的洗砂口连接，油套管模拟模块的排砂口通过低压排砂管与溢液排砂箱连接。

所述高压注液排液系统、低压注水溢液系统和低压洗砂排砂系统共用清水箱，形成封闭循环系统，清水箱提供动力液、平衡液和洗砂液；其中高压注液排液系统中高压往复泵进水端泵口通过高压进水管将可调式节流阀和清水箱串连；低压注水溢液系统中水泵与清水箱连接。

所述模拟油管和模拟套管上部均为钢结构，两者上端通过法兰盘连接，模拟油管和模拟套管下部均为透明有机玻璃，便于试验观察。