本實用新型涉及氣體鉆井技術領域的一種模擬地層出水量對氣體鉆水平井環(huán)空影響的實驗裝置。
背景技術：
氣體鉆井作為一種高效破巖、清潔、環(huán)保的鉆井方式被許多油田所應用，其機械鉆速比常規(guī)鉆井有很大的提高，且在鉆井過程中保護了儲層。但是，當氣體鉆水平井鉆遇地層水時，其井壁穩(wěn)定性會受到很大的影響，若鉆遇強水敏性泥頁巖地層，可能出現(xiàn)井壁垮塌、垮塌物瞬時堆積等現(xiàn)象，垮塌形成的泥頁巖會在井底迅速形成泥包，嚴重影響井下安全。在剛鉆遇水層時，其出水量是很少的，此時的少量出水對氣體鉆水平井環(huán)空產(chǎn)生的影響方面目前研究的比較少，隨著出水量的增加，對環(huán)空壓力變化的應該規(guī)律還有待研究；若能發(fā)明一種模擬地層出水量對氣體鉆水平井環(huán)空影響的實驗裝置進行出水量對環(huán)空變化情況實驗研究，這將對現(xiàn)場實際開采具有重要意義。
技術實現(xiàn)要素：
本實用新型目的是：提供了一種模擬地層出水量對氣體鉆水平井環(huán)空影響的實驗裝置。
本實用新型所采用的技術方案是：
本實用新型一種模擬地層出水量對氣體鉆水平井環(huán)空影響的實驗裝置，主要由高速攝像機、計算機監(jiān)測系統(tǒng)、壓力傳感器、管道接頭、氣固兩相進口、巖屑漏斗、巖屑顆粒、球閥A、氣體流量計、空壓機、巖屑收集箱、鐵絲網(wǎng)、混合物出口、傾斜鐵板、內(nèi)管、外管、流化床干燥器、巖屑收集桶、吊環(huán)、鉆頭、進水口、球閥B、液體流量計、水泵和貯水槽組成?？諌簷C依次與氣體流量計、球閥A、巖屑漏斗和氣固兩相進口相連，貯水槽依次與水泵、液體流量計、球閥B和進水口相連，巖屑收集箱右部設有矩形的鐵絲網(wǎng)，下部設有兩塊傾斜鐵板。球閥A和球閥B為兩個相同規(guī)格的球閥，管道接頭采用可拆卸式設計，可根據(jù)現(xiàn)場實際工況更換不同直徑的管道進行實驗；在實驗過程中所使用的巖屑顆粒直徑為2mm，內(nèi)管和外管均采用透明耐高壓PC材料制成，承壓能力2MPa。整個實驗過程中空壓機提供的氣體模擬實際工況下注入井下的氣體，巖屑顆粒模擬鉆頭鉆進過程，貯水槽提供的水模擬地層出水工況，內(nèi)管模擬實際工況下的鉆桿，外管模擬實際工況下的套管。
本實用新型的優(yōu)點：模擬效果好，能很好的模擬地層出水對氣體鉆井環(huán)空影響的過程，實驗過程對巖屑顆粒進行重新回收利用節(jié)約資源。
附圖說明
圖1是本實用新型一種模擬地層出水量對氣體鉆水平井環(huán)空影響的實驗裝置的結構示意圖。圖中：1.高速攝像機，2.計算機監(jiān)測系統(tǒng)，3.壓力傳感器，4.管道接頭，5.氣固兩相進口，6. 巖屑漏斗，7.巖屑顆粒，8.球閥A，9.氣體流量計，10.空壓機，11.巖屑收集箱，12.鐵絲網(wǎng)， 13.混合物出口，14.傾斜鐵板，15.內(nèi)管，16.外管，17.流化床干燥器，18.巖屑收集桶，19.吊環(huán)，20.鉆頭，21.進水口，22.球閥B，23.液體流量計，24.水泵，25.貯水槽。
具體實施方式
下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
如圖1所示，本實用新型一種模擬地層出水量對氣體鉆水平井環(huán)空影響的實驗裝置，主要由高速攝像機1、計算機監(jiān)測系統(tǒng)2、壓力傳感器3、管道接頭4、氣固兩相進口5、巖屑漏斗6、巖屑顆粒7、球閥A8、氣體流量計9、空壓機10、巖屑收集箱11、鐵絲網(wǎng)12、混合物出口 13、傾斜鐵板14、內(nèi)管15、外管16、流化床干燥器17、巖屑收集桶18、吊環(huán)19、鉆頭20、進水口21、球閥B22、液體流量計23、水泵24和貯水槽25組成?？諌簷C10依次與氣體流量計9、球閥A8、巖屑漏斗6和氣固兩相進口5相連，貯水槽25依次與水泵24、液體流量計23、球閥B22和進水口21相連，巖屑收集箱11右部設有矩形的鐵絲網(wǎng)12，下部設有兩塊傾斜鐵板14。
如圖1所示，具體模擬過程為：首先打開空壓機10，使氣體從空壓機10出來后依次通過氣體流量計9、球閥A8后，與巖屑漏斗6流出的巖屑顆粒7一起從氣固兩相進口5進入內(nèi)管15內(nèi)部，氣體和巖屑顆粒7在內(nèi)管15內(nèi)從上往下流動，最終從鉆頭20流出；當計算機監(jiān)測系統(tǒng)2內(nèi)顯示的壓力趨于穩(wěn)定后，打開水泵24，使貯水槽25內(nèi)的水依次經(jīng)過水泵24加壓，液體流量計23和球閥B22后，從進水口21進入外管16。在實驗剛開始時，調節(jié)球閥 B22開度，使液體流量計23內(nèi)顯示的流量很小，然后慢慢打開球閥B22的開度，在計算機監(jiān)測系統(tǒng)2內(nèi)觀察壓力隨著進水量的增大，壓力變化情況；氣液固三相在環(huán)空內(nèi)往上流動，此時通過高速攝像機1記錄了整個實驗現(xiàn)象，氣液固三相最終從混合物出口13流出，進入巖屑收集箱11進行巖屑顆粒的回收，氣體從由上部流出，巖屑顆粒7由下部流出并進入流化床干燥器17進行干燥，最終巖屑顆粒7進入巖屑收集桶18進行重新回收利用，即整個實驗模擬過程結束。在整個實驗過程中控制進水量最大不能超過0.3m3/h，因為本實驗研究是地層出水量較小的條件下對氣體鉆水平井環(huán)空的影響。