[发明专利]一种验证动态负压射孔孔道清理程度的实验装置

摘要

本发明公开了一种验证动态负压射孔孔道清理程度的实验装置，该装置将泄压腔与岩样靶体通过连接管相连，设置一定的负压值，将射孔孔道内的金属碎屑和破碎岩石通过连通管进入到泄压腔，解决现有装置无法直接准确预测射孔孔道内不同清理程度的负压差问题。本发明保证了岩石射孔孔道清理干净的可靠性；可以实现研究石油套管与油管间隙对爆炸压力峰值的影响以及对射孔孔道的清理程度的影响；负压差引起的涌流携带金属碎屑和破碎岩石通过贯穿后的封堵金属板，可以通过高速摄影仪观察到金属碎屑和破碎岩石冲进泄压腔的过程，确定到引起涌流的介质是气体还是液体，可进一步为射孔孔道内的流动机理提供科学依据。

主权项

1.一种验证动态负压射孔孔道清理程度的实验装置，其特征在于：包括围压腔(Ⅰ)、泄压腔(Ⅱ)、加压水池(Ⅲ)和爆炸腔(Ⅳ)；围压腔包括注油加压器(1)、岩样靶体(2)、岩样靶体圆筒支架(3)、围压腔壳体(4)、封堵金属板(10)和测油压压力计(11)，围压腔用于对岩样靶体施加围压，模拟岩样处于原位的应力状态；泄压腔包括真空泵(5)、混凝土块体(6)、测量气体压力传感器(7)和泄压腔壳体(8)，泄压腔用于设置一定的负压值，模拟由泄压枪引起的负压值；加压水池包括加压泵(12)、测量准静态液体压力传感器(13)和加压水池容器(14)，加压水池模拟由井筒内水静夜柱形成的压力；爆炸腔包括测量爆炸压力传感器(15)、圆筒(16)、射孔弹(17)和减压筒体(18)，爆炸腔用于射孔弹引爆后引起压力峰值，模拟套管内的爆炸压力，加压泵(12)对连接加压水池进行加压，测量液体压力传感器置(13)于加压水池(Ⅲ)的压力，加压水池(Ⅲ)与爆炸腔(Ⅳ)通过套管(20)和油管(19)相连，油管设置通孔，射孔弹置于油管内，并有套有圆柱形套筒，射孔弹引爆后高压气体可以通过通孔进入油管与套管的间隙，测量爆炸压力传感器(15)置于爆炸腔，可以测量爆炸腔内的压力，爆炸腔(Ⅳ)与围压腔(Ⅰ)相连，岩样靶体(2)与射孔弹(17)之间置有与套管相同厚度的金属板(21)和混凝土板(22)，围压腔(Ⅰ)与注油加压泵(1)相连，围压腔(Ⅰ)的压力通过测侧油压压力计(11)测量岩样靶体(2)围压，围压腔(Ⅰ)与泄压腔(Ⅱ)由圆形链接筒(9)相连，并有封堵金属板(10)进行封堵，圆形连接筒(9)与岩样靶体(2)接触处进行密封处理，真空泵(5)与泄压腔(Ⅱ)相连，并在泄压腔(Ⅱ)上部置有测量气体压力传感器(7)，在泄压腔(Ⅱ)内部设置有混凝土块(6)，并与射孔弹(17)和岩样靶体(2)处于同一轴线上，避免金属射流以及金属碎屑和破碎岩石对泄压腔的冲击破坏，利用高速摄影仪通过泄压腔壳体(8)的透明窗口记录金属碎屑和破碎岩石冲击泄压腔时的过程，整个过程结束后，利用微型成像探头观察岩样靶体(2)孔道内破碎岩石的清理程度。