[实用新型]一种脉冲射流效应测试装置

说明书

本实用新型涉及一种脉冲射流效应测试装置，包括脉冲发生工具和脉冲钻头，脉冲钻头旋接在脉冲发生工具的下端，钻具位于循环筒中，循环筒与钻具共轴线，循环筒的底部设有筒底压力传感器，筒底压力传感器的信号线接入数据采集处理终端；循环筒的顶部设有封盖，脉冲发生工具的上端旋接有循环短接，循环短接从封盖的中心孔穿出且相互密封，循环筒的上部侧壁设有出流口，出流口通过回流管与泥浆罐相连；泥浆泵的入口管道插入泥浆罐的下部，泥浆泵的出口连接有高压管汇，高压管汇的出口与循环短接的上端进水口相连。该测试装置能检测到脉冲效果，并且可以通过调压、采用不同的钻井液密度等方式，模拟不同井深、不同钻井液密度等对脉冲效果的影响。

技术领域

本实用新型涉及一种石油行业的实验装置，特别涉及一种脉冲射流效应测试装置，属于石油钻井实验设备技术领域。

背景技术

在石油钻井中，钻头在破碎岩石的同时，需要用通过钻头水眼的钻井液冷却钻头、清除和携带井底岩屑，以保证钻头能连续工作。常规钻头产生的是连续流，会在井底产生压制效应，不利于水力破岩和清除井底岩屑。

脉冲射流钻井是一种独具特色、能显著提高机械钻速的钻井技术，特点是将水力脉冲和自振空化耦合，把连续流调制成脉冲流，经钻头到达井底，产生水力脉冲、空化冲蚀和瞬时负压的三种效应，与连续流相比，具有更好的水力破岩和井底净化的能力，从而更有利于提高机械钻速。

虽然脉冲射流有助于提速的理论早已被提出，也在现场实践中得到证明，但由于脉冲射流具有瞬时动态的特性，不管是在地面还是井下，都无法直接观察或检测到脉冲效果。也没有专用仪器来检测，基本都是通过水力软件模拟分析，而目前有关进口高端模拟软件，有的使用已经受到限制，有的也有很大被限制的风险。

在井下工作时，只能通过机械钻速判断，但由于机械钻速受地层岩性、钻井参数、操作人员水平等很多客观因素影响，不便于对脉冲效果进行客观的评价，就不能对设计的脉冲技术进行优化改进等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种脉冲射流效应测试装置，能检测到脉冲效果，并且可以通过调压、采用不同的钻井液密度等方式，模拟不同井深、不同钻井液密度等对脉冲效果的影响，为脉冲钻井技术优化改进提供直观可靠的依据。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种脉冲射流效应测试装置，包括钻具，所述钻具包括脉冲发生工具和脉冲钻头，所述脉冲钻头旋接在脉冲发生工具的下端，所述钻具位于循环筒中，所述循环筒与钻具共轴线，所述循环筒的底部设有筒底压力传感器，所述筒底压力传感器的信号线接入数据采集处理终端；所述循环筒的顶部设有封盖，所述脉冲发生工具的上端旋接有循环短接，所述循环短接从封盖的中心孔穿出且相互密封，所述循环筒的上部侧壁设有出流口，所述出流口通过回流管与泥浆罐相连；泥浆泵的入口管道插入所述泥浆罐的下部，所述泥浆泵的出口连接有高压管汇，所述高压管汇的出口与所述循环短接的上端进水口相连。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、实验时，打开泥浆泵，泥浆罐中的钻井液被泥浆泵抽出，通过高压管汇进入循环短接的进水口，继而进入脉冲发生工具，脉冲发生工具产生脉冲射流从脉冲钻头的水眼喷出，筒底压力传感器把不同位置、不同时间所受到的压力信号转为电信号，通过信号线送入数据采集处理终端，数据采集处理终端采用专用软件，把电信号转换成彩图，记录在电脑里，该彩图可以根据需要的任意时刻回放和截取。

2、利用循环筒模拟井眼，钻井液喷射到循环筒底部后，沿循环筒与脉冲发生工具之间的环空上行，从循环筒上部的出流口流出，经回流管流回泥浆罐。

3、通过电脑转换成的彩图，可以直接观察脉冲射流的喷射状态。在实验室便于拆卸脉冲发生工具，改变其内部结构或参数，从而通过钻进实验获得不同冲击参数下脉冲射流效果，进而确定脉冲发生工具的最佳结构及最佳参数。