[实用新型]一种模拟渗流场变化的水侵后井壁坍塌压力测量装置

摘要

本实用新型公开了一种模拟渗流场变化的水侵后井壁坍塌压力测量装置，其特征在于：包括地层模拟模块、钻井液循环模块、压力控制模块和数据处理模块，压力控制模块分别作用于地层模拟模块和钻井液循环模块,数据处理模块检测地层模拟模块在压力控制模块的作用下的渗透率。本实用新型所提供的一种模拟渗流场变化的水侵后井壁坍塌压力测量装置结构简单，使用方便，制造成本较低，测得数据准确；通过测量不同渗透率条件下模拟岩心的水侵量，以及不同水侵量下对应的井壁坍塌压力大小，从而建立渗透率、水侵量、坍塌压力随时间变化的对应关系，对施工现场钻井液密度的合理选取具有一定的指导意义。

主权项

1.一种模拟渗流场变化的水侵后井壁坍塌压力测量装置，其特征在于：包括地层模拟模块、钻井液循环模块、压力控制模块和数据处理模块，压力控制模块分别作用于地层模拟模块和钻井液循环模块,数据处理模块检测地层模拟模块在压力控制模块的作用下的渗透率；所述地层模拟模块包括高压釜(1)和数量为三的模拟岩心(18)，模拟岩心(18)位于高压釜(1)的内部，相邻模拟岩心(18)的接触端面形成模拟裂缝(19)；所述钻井液循环模块包括模拟井筒(2)、清水储液罐(26)、液体注入泵(28)、储液罐(29)和液体循环动力泵(31)，模拟井筒(2)穿设于高压釜(1)，模拟岩心(18)侧壁与模拟井筒(2)直接接触；模拟井筒(2)的上端通过高承压管道与储液罐(29)连通，模拟井筒(2)的下端通过高承压管道与液体循环动力泵(31)的端部连通，液体循环动力泵(31)的另一端通过高承压管道与储液罐(29)连通，储液罐(29)通过高承压管道与液体注入泵(28)连通，液体注入泵(28)通过高承压管道与清水储液罐(26)相连，清水储液罐(26)内部的液体通过液体注入泵(28)注入储液罐(29)中，储液罐(29)中的液体通过高承压管道进入模拟井筒(2)中，再通过液体循环动力泵(31)之后返回到储液罐(29)中；所述压力控制模块包括加压钢板(4)、高压氮气瓶(12)、密封橡胶垫(14)、第一气体注入阀组(16)、第二气体注入阀组(17)和第三气体注入阀组(161)，密封橡胶垫(14)位于加压钢板(4)的两端，加压钢板(4)位于高压釜(1)的内部，加压钢板(4)的数量为二且分布在模拟岩心(18)的两端，第三气体注入阀组(161)与第一气体注入阀组(16)的结构相同；位于模拟岩心(18)上边的加压钢板(4)的另一面与第三气体注入阀组(161)相连，位于模拟岩心(18)下边的加压钢板(4)的另一面与第一气体注入阀组(16)相连；第一气体注入阀组(16)与第三气体注入阀组(161)通过管路相连后与高压氮气瓶(12)通过高承压管道相连，高压氮气瓶(12)通过高承压管道与第二气体注入阀组(17)相连，第二气体注入阀组(17)的另一端穿过高压釜(1)与模拟岩心(18)相连；所述高压氮气瓶(12)与第二气体注入阀组(17)之间的高承压管道上设有第三阀门(11)，第三阀门(11)控制高压氮气瓶(12)与第二气体注入阀组(17)之间高承压管道的连通与断开；高压氮气瓶(12)与第三气体注入阀组(161)之间的高承压管道上设有第一阀门(5)，第一阀门(5)控制高压氮气瓶(12)与第三气体注入阀组(161)之间高承压管道的连通与断开，高压氮气瓶(12)与第一气体注入阀组(16)之间的高承压管道上设有第五阀门(15)，第五阀门(15)控制高压氮气瓶(12)与第一气体注入阀组(16)之间高承压管道的连通与断开，第一阀门(5)所在高承压管道与第五阀门(15)所在高承压管道合并后与高压氮气瓶(12)相连的高承压管道之间设有第四阀门(13)，第一阀门(5)所在高承压管道与第五阀门(15)所在高承压管道合并后高承压管道与高压氮气瓶(12)之间的连通与断开通过第四阀门(13)控制；所述高压氮气瓶(12)与第三气体注入阀组(161)连通的高承压管道上设有第一压力表(8)，第一压力表(8)用于检测高压氮气瓶(12)与第三气体注入阀组(161)连通高承压管道中的压力，即加压钢板(4)施加在模拟岩心(18)上的压力值；所述数据处理模块包括位移传感器(3)、数据采集终端(7)、电源(9)、电阻板(10)和测压探头(21)，位移传感器(3)等距分布且紧贴于模拟岩心(18)侧壁经串联后与数据采集终端电连接，电阻板(10)的端部穿过高压釜(1)与模拟岩心(18)相连，电阻板(10)的另一端通过电源(9)与数据采集终端(7)电连接，测压探头(21)端部穿过高压釜(1)与模拟井筒(2)内部相连，测压探头(21)在模拟井筒(2)内部的位置与位移传感器(3)的位置等高且对称布置，测压探头(21)的另一端与数据采集终端(7)电连接，数据采集终端(7)分别与第一压力表(8)和第五压力表(24)电连接。