本發(fā)明涉及石油井壓裂技術(shù)，具體地說是壓裂完井工具動態(tài)模擬實驗裝置。

背景技術(shù)：

隨著石油行業(yè)的技術(shù)進步，低滲透油藏的開發(fā)顯得尤為重要，而水平井壓裂完井技術(shù)是開發(fā)低滲透油藏的有效手段，固體顆粒在水力壓裂工藝中作為支撐劑，在高速注入的壓裂液的攜帶下，會對壓裂工具表面產(chǎn)生嚴重的沖蝕破壞，由于壓裂施工壓力可到上百兆帕，一旦因沖蝕破壞導致管線或者工具損壞，會造成人身傷亡與重大經(jīng)濟損失等嚴重后果。壓裂完井工具動態(tài)模擬實驗裝置是開發(fā)自主水平井壓裂完井技術(shù)的需要。而目前，還沒有相應(yīng)的壓裂完井工具動態(tài)模擬實驗裝置，無法驗證壓裂完井工具的真實工作性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供壓裂完井工具動態(tài)模擬實驗裝置，以往井下工具實驗裝置無法進行壓裂完井工具動態(tài)的模擬實驗，該發(fā)明可以有效的對壓裂完井工具的真實工作性能進行檢驗和實驗，操作簡單、可靠，采用內(nèi)襯合金襯套的井筒，增強實驗裝置耐沖蝕性能。

為了達成上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案，壓裂完井工具動態(tài)模擬實驗裝置，包括工作臺、殼管總裝，所述殼管總裝包括殼程和管程，所述管程的前端設(shè)置變徑由壬公接頭并通過管程導流管前支架固定在工作臺上，管程的后端則由三通連接旋塞閥門組合并通過管程導流管后支架固定在工作臺上，所述管程外部套裝殼程，所述殼程的前后兩端分別通過殼程進出液管支架固定在工作臺上，殼程的中間通過殼程中間承力支架固定在工作臺上，所述殼程在靠近兩端的殼程進出液管支架附近通過殼程大支架固定在工作臺上，所述殼程大支架與殼程中間承力支架之間位置的殼程通過殼程小支架固定在工作臺上。

所述管程是由多根管程短節(jié)用管程接頭連接而成，所述殼程包括套管、密封裝置，所述套管空套在管程外部并且兩者之間形成環(huán)空，所述套管的兩端部與管程之間設(shè)置有密封裝置，所述套管內(nèi)壁套有襯套和硬質(zhì)合金套，所述硬質(zhì)合金套同軸式連接與襯套的兩端。

所述密封裝置包括密封段接頭、密封環(huán)，所述密封段接頭緊套在位于套管兩端處管 程的管程接頭外部，其中密封段接頭內(nèi)側(cè)軸端伸入套管與管程的環(huán)空內(nèi)，并且密封段接頭與套管端頭內(nèi)壁之間設(shè)置襯套定位套，襯套定位套軸端內(nèi)側(cè)頂住硬質(zhì)合金套，所述密封段接頭外部緊套密封環(huán)，密封環(huán)軸端內(nèi)側(cè)擠壓住襯套定位套。

所述密封段接頭外部還設(shè)置密封環(huán)定位套，連接在密封環(huán)的軸端外側(cè)，所述套管的端部外壁設(shè)置套管接頭，將密封環(huán)、密封環(huán)定位套均固定在自身內(nèi)部，所述密封環(huán)的外壁與套管接頭之間設(shè)置密封圈，密封環(huán)的內(nèi)壁與密封段接頭外壁之間設(shè)置密封圈。

所述管程垂直向側(cè)方連接出旁支管道，該旁支管道徑向穿過密封裝置，并且旁支管道外端口設(shè)置變徑由壬母扣。

所述工作臺底部通過工作臺支腿固定在下方的底座上，所述工作臺的前端連接廢液連接彎管。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

實驗裝置包括試驗底座、工作臺、模擬實驗井筒等部分組成。模擬實驗井筒由特制厚壁套管、套管內(nèi)襯、整流管、密封套管接頭、整流管密封段和密封環(huán)組成。實驗套管兩端采用方便拆卸的密封端蓋，既能滿足密封的需要，又能滿足待實驗工具的便捷安裝。套管接頭與整流管密封段采油內(nèi)外帶密封圈的密封環(huán)密封。實驗時將壓裂完井工具放置于模擬井筒內(nèi)，保持模擬井筒處于密封狀態(tài)，通過試驗撬裝泵提供高壓的試驗液，利用可調(diào)節(jié)壓力管匯系統(tǒng)調(diào)節(jié)進液與出液口的壓力，形成壓力差，從而形成壓裂完井工具在圍壓條件下動態(tài)的模擬實驗環(huán)境。彌補上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，實現(xiàn)攜砂液對壓裂完井工具的沖蝕實驗、可靠性實驗和破壞性實驗，可開展工具材料優(yōu)選和工具結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實驗研究；也能夠完成模擬壓裂環(huán)境下工具的關(guān)鍵零部件總成單項性能實驗研究。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的壓裂完井工具動態(tài)模擬實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為閥門局部示意圖；

圖3為殼程與管程裝配示意圖；

圖4為殼程與管程裝配局部結(jié)構(gòu)I示意圖；

圖5為圖4的A-A剖視圖；

圖6為殼程與管程裝配局部結(jié)構(gòu)II示意圖；

圖7為圖6的B-B剖視圖。

圖中：1-工作臺，2-殼管總裝，3-殼程大支架，4-殼程中間承力支架，5-工作臺支腿，6-底座，7-殼程小支架，8-殼程進出液管支架，9-管程導流管支架，10-六角頭螺釘， 11-T型螺栓，12-螺母，13-平墊片，14-螺母，15六角頭螺栓，16-彈簧墊片，17-3＂FIG1002變徑由壬母扣，18-旋塞閥門組合，19-廢液連接彎管，20-3＂FIG1002變徑由壬公接頭，21-管程短節(jié)，22-密封環(huán)定位套，23-套管接頭，24-密封環(huán)，25-孔用密封圈擋圈，26-孔用密封圈，27-軸用密封圈擋圈，28-軸用密封圈，29-襯套定位套，30-密封段接頭，31-硬質(zhì)合金套，32-套管，33-襯套，34-管程接頭，35-套管接頭，36-襯管定位套，37-密封環(huán)定位套。

具體實施方式

有關(guān)本發(fā)明的詳細說明及技術(shù)內(nèi)容，配合附圖說明如下，然而附圖僅提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。

根據(jù)圖1-7，實施例1：壓裂完井工具動態(tài)模擬實驗裝置，包括工作臺1、殼管總裝2，所述殼管總裝包括殼程和管程，所述管程的前端設(shè)置變徑由壬公接頭20并通過前管程導流管支架固定在工作臺上，管程的后端則由三通連接旋塞閥門組合18并通過后管程導流管支架固定在工作臺上，所述管程外部套裝殼程，所述殼程的前后兩端分別通過殼程進出液管支架8固定在工作臺上，殼程的中間通過殼程中間承力支架4固定在工作臺上，所述殼程在靠近兩端的殼程進出液管支架附近通過殼程大支架3固定在工作臺上，所述殼程大支架與殼程中間承力支架之間位置的殼程通過殼程小支架7固定在工作臺上。所述管程是由多根管程短節(jié)21用管程接頭34連接而成，所述殼程包括套管32、密封裝置，所述套管空套在管程外部并且兩者之間形成環(huán)空，所述套管的兩端部與管程之間設(shè)置有密封裝置，所述套管內(nèi)壁套有襯套33和硬質(zhì)合金套31，所述硬質(zhì)合金套同軸式連接與襯套的兩端。所述密封裝置包括密封段接頭30、密封環(huán)24，所述密封段接頭緊套在位于套管兩端處管程的管程接頭外部，其中密封段接頭內(nèi)側(cè)軸端伸入套管與管程的環(huán)空內(nèi)，并且密封段接頭30與套管端頭內(nèi)壁之間設(shè)置襯套定位套29、36，襯套定位套軸端內(nèi)側(cè)頂住硬質(zhì)合金套，所述密封段接頭外部緊套密封環(huán)24，密封環(huán)軸端內(nèi)側(cè)擠壓住襯套定位套。所述密封段接頭外部還設(shè)置密封環(huán)定位套22、37，連接在密封環(huán)的軸端外側(cè)，所述套管的端部外壁設(shè)置套管接頭35，將密封環(huán)、密封環(huán)定位套均固定在自身內(nèi)部，所述密封環(huán)的外壁與套管接頭之間設(shè)置密封圈，密封環(huán)的內(nèi)壁與密封段接頭外壁之間設(shè)置密封圈。

實施例2:在實施例1的基礎(chǔ)上，所述管程垂直向側(cè)方連接出旁支管道，該旁支管道徑向穿過密封裝置，并且旁支管道外端口設(shè)置變徑由壬母扣17。所述工作臺底部通過工作臺支腿固定在下方的底座上，所述工作臺的前端連接廢液連接彎管19。

該實驗裝置安裝時，底座6置于地面，然后將工作臺支腿5安裝于底座6上，T型 工作臺1安裝在工作臺支腿5上，程管總裝2(殼程與管程裝配)通過殼程大支架3、殼程中間承力支架4、殼程小支架7、殼程進出液管支架8與管程導流管支架9,置于T型工作臺1上，其連接工具主要是六角頭螺釘10、T型螺栓11、螺母12、平墊片13、螺母14、六角頭螺栓15與彈簧墊片16。

程管總裝2(殼程與管程裝配)的安裝是如下實現(xiàn)的，殼程主要由硬質(zhì)合金套31、套管32與襯套33組成，硬質(zhì)合金套31與襯套33位于套管32內(nèi)，兩端分別連接套管接頭23與套管接頭35，利用襯套定位套29與襯套定位套36實現(xiàn)襯套33的定位，利用管程短節(jié)21與密封段接頭30連接，密封環(huán)24裝入套管接頭內(nèi)，通過孔用密封圈擋圈25、孔用密封圈26、軸用密封圈擋圈27與軸用密封圈28實現(xiàn)密封，利用密封環(huán)定位套22與密封環(huán)定位套37實現(xiàn)鎖緊。

本發(fā)明最佳實例的具體實施過程如下：

將壓裂完井工具通過管程短節(jié)21與管程接頭34,連接，置于殼程與管程裝配2內(nèi)，按上述介紹方法將組裝好的殼程與管程裝配2置于T型工作臺1上，將試驗管線連接到3＂FIG1002變徑由壬母扣17、旋塞閥門組合18、3＂FIG1002變徑由壬公接頭20等接口，試驗過程中從管程短節(jié)內(nèi)打壓，進行壓裂完井工具的內(nèi)部沖蝕試驗，通過3＂FIG1002變徑由壬母扣17打壓，進行壓裂完井工具的外部沖蝕磨損試驗。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，非用以限定本發(fā)明的專利范圍，其他運用本發(fā)明的專利精神的等效變化，均應(yīng)俱屬本發(fā)明的專利范圍。