本實(shí)用新型涉及天然氣水合物鉆井技術(shù)領(lǐng)域的一種模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復(fù)破碎實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

天然氣水合物是在一定壓力和溫度條件下形成的籠型化合物。天然氣水合物鉆井是一個(gè)很復(fù)雜的工程，在整個(gè)鉆井過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多工程問(wèn)題。而在鉆水平井的過(guò)程中由于鉆桿的轉(zhuǎn)動(dòng)將使鉆頭剛剛破碎下來(lái)的巖屑發(fā)生第二次破碎；當(dāng)鉆遇到天然氣水合物層時(shí)，天然氣水合物固體也將會(huì)由于鉆桿的轉(zhuǎn)動(dòng)作用發(fā)生破碎。井下的復(fù)雜工況使得天然氣水合物固體和巖屑一起隨鉆井液在水平段內(nèi)流動(dòng)，在鉆桿的作用下鉆井液的流動(dòng)是復(fù)雜的，并且在地面是無(wú)法觀測(cè)得到的，因此，若能發(fā)明一種有效模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復(fù)破碎實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)天然氣水合物鉆井過(guò)程中井底水平段巖屑重復(fù)破碎過(guò)程進(jìn)行可視化研究，將對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工程具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是：提供了一種模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復(fù)破碎實(shí)驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型一種模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復(fù)破碎實(shí)驗(yàn)裝置，主要由貯水槽、水泵、液體流量計(jì)、進(jìn)水口、千斤頂、電機(jī)、減速器、接頭、巖屑儲(chǔ)集室、尼龍漏斗、巖屑漏斗、外管、內(nèi)管、攝像機(jī)、軸承、混合物出口、液固兩相分離器、電加熱干燥器、尼龍收集桶和巖屑收集桶組成。貯水槽依次與水泵和液體流量計(jì)相連；實(shí)驗(yàn)裝置的左部設(shè)有電機(jī)、減速器、接頭和進(jìn)水口；右部設(shè)有軸承和混合物出口；下部設(shè)有千斤頂。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所使用的尼龍和巖屑顆粒直徑為8mm；外管和內(nèi)管都采用透明亞克力玻璃玻璃制成，承壓2MPa；混合物出口直徑為進(jìn)水口直徑的1.1倍；在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中尼龍顆粒模擬實(shí)際工況下天然氣水合物固體，巖屑顆粒模擬實(shí)際工況下巖屑，外管模擬套管，內(nèi)管模擬鉆桿，清水模擬鉆井液。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：使用方便快捷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速能很好的模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復(fù)破碎實(shí)驗(yàn)裝置。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復(fù)破碎實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1.貯水槽，2.水泵，3.液體流量計(jì)，4.進(jìn)水口，5.千斤頂，6.電機(jī)，7.減速器，8.接頭，9.巖屑儲(chǔ)集室，10.尼龍漏斗，11.巖屑漏斗，12.外管，13.內(nèi)管，14.攝像機(jī)，15.軸承，16.混合物出口，17.液固兩相分離器，18.電加熱干燥器，19.尼龍收集桶，20.巖屑收集桶。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)用新型一種模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復(fù)破碎實(shí)驗(yàn)裝置，主要由貯水槽1、水泵2、液體流量計(jì)3、進(jìn)水口4、千斤頂5、電機(jī)6、減速器7、接頭8、巖屑儲(chǔ)集室9、尼龍漏斗10、巖屑漏斗11、外管12、內(nèi)管13、攝像機(jī)14、軸承15、混合物出口16、液固兩相分離器17、電加熱干燥器18、尼龍收集桶19和巖屑收集桶20組成。貯水槽1依次與水泵2和液體流量計(jì)3相連；實(shí)驗(yàn)裝置的左部設(shè)有電機(jī)6、減速器7、接頭8和進(jìn)水口4；右部設(shè)有軸承15和混合物出口16；下部設(shè)有千斤頂5。

如圖1所示，具體模擬過(guò)程為：首先啟動(dòng)電機(jī)6，使電機(jī)6通過(guò)減速器7帶動(dòng)內(nèi)管13進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；水從貯水槽1出來(lái)有依次經(jīng)過(guò)水泵2加壓，液體流量計(jì)3計(jì)量后從進(jìn)水口4進(jìn)入，待水充滿整個(gè)環(huán)空后往巖屑儲(chǔ)集室9加入相同質(zhì)量的尼龍顆粒和巖屑顆粒，打開(kāi)巖屑儲(chǔ)集室9開(kāi)關(guān)，使尼龍和巖屑顆粒進(jìn)入環(huán)空中并與水一起隨鉆桿的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中使尼龍顆粒和巖屑顆粒破碎，破碎后的尼龍顆粒和巖屑顆粒隨水從左往右流動(dòng)，最終從混合物出口16流出并進(jìn)入液固兩相分離器17進(jìn)行液固兩相分離，分離出的水進(jìn)入貯水槽1進(jìn)行重新使用，分離出的尼龍顆粒和巖屑顆粒進(jìn)入電加熱干燥器18進(jìn)行干燥，干燥后分別進(jìn)入尼龍收集桶19和巖屑收集桶20進(jìn)行重新使用。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)攝像機(jī)14記錄下整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，方便后續(xù)結(jié)果分析，即模擬過(guò)程結(jié)束。