[发明专利]一种模拟天然气水合物钻井多种扩径段流动状态变化实验装置

摘要

本发明公开了一种模拟天然气水合物钻井多种扩径段流动状态变化实验装置，它包括从上往下顺次连接的混合物进口、套管接头A、垂直段外管、法兰接头A、斜井段外管、法兰接头B、水平段外管和套管接头B；它还包括计算机监测系统和气液固三相分离器，计算机监测系统与压力传感器和速度传感器电连接；它还包括电磁式空气泵A、电磁式空气泵B和高速摄像机，所述电磁式空气泵A的输出口连接有分流管。本发明的有益效果是：结构紧凑、能够对岩屑颗粒和天然气水合物颗粒在环空内的运移轨迹、动态悬浮现象有必要进行可视化实验研究、为天然气水合物钻井过程中扩径段流场流动规律的研究提供依据。

主权项

一种模拟天然气水合物钻井多种扩径段流动状态变化实验装置，其特征在于：它包括从上往下顺次连接的混合物进口（7）、套管接头A（6）、垂直段外管（17）、法兰接头A（20）、斜井段外管（25）、法兰接头B（28）、水平段外管和套管接头B，所述垂直段外管（17）内设置有垂直段内管（19），斜井段外管（25）内设置有斜井段内管（26），水平段外管内设置有水平段内管，水平段内管的一端与钻头（31）连接，其另一端与斜井段内管（26）连接，斜井段内管（26）另一端与垂直段内管（19）连接，垂直段内管（19）的另一端与混合物进口（7）连接，所述的垂直段外管（17）柱面上设置有垂直段直角扩径段（18）和位于垂直段直角扩径段（18）上方的混合物出口（16），斜井段外管（25）柱面上设置有斜井段直角扩径段（27），水平段外管柱面上设置有水平段直角扩径段（29），所述的套管接头A（6）的下部设置有压力传感器（5），套管接头B的左侧设置有速度传感器（32），管套接头B上设置有进气口（33）；它还包括计算机监测系统（1）和气液固三相分离器（15），所述计算机监测系统（1）与压力传感器（5）和速度传感器（32）电连接，所述气液固三相分离器（15）的左端口与混合物出口（16）连接，气液固三相分离器（15）的右端口与混合物进口（7）之间顺次连接有贮水槽（14）、水泵（13）、液体流量计（12）和球阀B（11），所述球阀B（11）与混合物进口（7）之间节点处连接有颗粒储集室（10），颗粒储集室（10）顶部设置有与其连接的岩屑漏斗（8）和尼龙漏斗（9），所述气液固三相分离器（15）的下端口连接有流化床干燥器（21），流化床干燥器（21）的底部连接有尼龙收集桶（22）和岩屑收集桶（23）；它还包括电磁式空气泵A（2）、电磁式空气泵B（36）和高速摄像机（24），所述电磁式空气泵A（2）的输出口连接有分流管，所述垂直段直角扩径段（18）的上下端分别连接有气体流动管，斜井段直角扩径段（27）的上、中、下端分别连接有气体流动管，水平段直角扩径段（29）底部的左、右端分别连接有气体流动管，七根气体流动管均与分流管连接，所述的电磁式空气泵B（36）与进气口（33）之间顺次连接有气体流量计B（35）和球阀C（34）。