可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，包括：模擬井筒，具有多個透明筒，兩兩透明筒之間通過金屬短筒相連，模擬井筒的一端連接有填充接頭，其另一端連接有堵頭，模擬井筒內(nèi)穿設(shè)有篩管；濾失管線，具有多根濾失分支管線、多根濾失次管線和一根濾失主管線，多根濾失次管線連接在濾失主管線上，每個透明筒上連接有多根濾失分支管線，每個透明筒上的多根濾失分支管線與一根濾失次管線相連；返排管線，具有多根反排次管線和一根反排主管線，多根反排次管線連接在反排主管線上，反排次管線與金屬短筒相連。本發(fā)明的可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，可清晰觀察礫石充填過程，大大地提高試驗壓力，提高水平井內(nèi)礫石充填率和防砂效果。
【專利說明】可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明有關(guān)于一種碌石填充防砂技術(shù)試驗裝置,尤其有關(guān)于一種石油開米【技術(shù)領(lǐng)域】中的可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在水平井礫石充填防砂完井過程中，由于攜砂液流動方向與礫石重力方向垂直，因而其充填規(guī)律與直井存在著根本的區(qū)別，尤其是在長水平井中，礫石充填工藝存在很大的技術(shù)難度。為了研究水平井內(nèi)礫石充填規(guī)律，優(yōu)化施工工藝，提高水平井內(nèi)礫石充填率和防砂效果，國內(nèi)外研制出了不同類型的水平井礫石充填試驗裝置。
[0003]現(xiàn)有的水平井礫石充填試驗裝置主要可以分為三種類型:第一種為不可視試驗裝置，這種試驗裝置一般采用套管作為模擬井筒，試驗過程中不能觀察礫石在水平井中的充填過程；第二種為局部可視試驗裝置，這種試驗裝置采用裝有可視化窗口的套管作為模擬井筒，只能局部觀察礫石在水平井中的充填過程，觀察效果較差；第三種為全透明試驗裝置，這種試驗裝置采用普通有機玻璃作為模擬井筒，能夠觀察礫石在水平井中的整個充填過程，但是這種裝置的試驗壓力非常有限，模擬井筒的長度也受到很大的限制，使得試驗礫石充填過程與水平井實際礫石充填過程存在較大的區(qū)別，不能真實反映水平井的實際充填情況。
[0004]此外，在水平井礫石充填試驗裝置中，試驗結(jié)束后如何沖洗模擬井筒中填充的礫石是一個關(guān)鍵問題，模擬井筒越長，返排沖洗礫石的難度越大?，F(xiàn)有的水平井礫石充填試驗裝置都沒有給出具體的礫石沖洗方法。
[0005]因此，有必要提供一種新的水平井礫石充填試驗裝置，來克服上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，其可清晰觀察礫石充填過程，又能夠大大地提高試驗壓力，研究水平井內(nèi)礫石充填規(guī)律，優(yōu)化施工工藝，提高水平井內(nèi)礫石充填率和防砂效果。
[0007]本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0008]本發(fā)明提供一種可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，所述可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置包括:
[0009]模擬井筒，其具有多個透明筒，兩兩所述透明筒之間通過金屬短筒相連，所述模擬井筒的一端連接有填充接頭，所述填充接頭與注入車組相連，所述模擬井筒的另一端連接有堵頭，所述模擬井筒內(nèi)穿設(shè)有篩管；
[0010]濾失管線，其具有多根濾失分支管線、多根濾失次管線和一根濾失主管線，所述多根濾失次管線分別連接在所述濾失主管線上，每個所述透明筒上連接有多根所述濾失分支管線，每個所述透明筒上的多根濾失分支管線分別與一根所述濾失次管線相連；
[0011]返排管線，其具有多根反排次管線和一根反排主管線，所述多根反排次管線分別連接在所述反排主管線上，所述反排次管線與所述金屬短筒相連。
[0012]在優(yōu)選的實施方式中，所述可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接有多個壓力傳感器，每個所述壓力傳感器與每個所述透明筒相連。
[0013]在優(yōu)選的實施方式中，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還連接有多個攝像機，每個所述攝像機與每個所述金屬短筒相對。
[0014]在優(yōu)選的實施方式中，所述濾失次管線上設(shè)有流量計。
[0015]在優(yōu)選的實施方式中，所述濾失次管線、所述反排次管線上分別連接有閥門。
[0016]在優(yōu)選的實施方式中，所述透明筒的外壁間隔套設(shè)有鋼套。
[0017]本發(fā)明的可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置的特點及優(yōu)點是:采用透明材料制成的透明筒及透明筒與金屬短筒間隔連接的模擬井筒結(jié)構(gòu)設(shè)計，即可以清晰地觀察礫石充填過程，又能夠大大地提高試驗壓力；另外，該可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，具有礫石返排流程，試驗結(jié)束后通過返排管線能夠方便地沖洗模擬井筒中填充的礫石，可大大地延長模擬井筒的長度，使礫石的沖洗不受模擬井筒長度的限制；再有，采用礫石充填作業(yè)現(xiàn)場實際的注入車組進行礫石充填試驗和返排沖洗，也節(jié)省了礫石充填設(shè)備的投資。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為本發(fā)明的可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明提供一種可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，其包括模擬井筒1、濾失管線2和返排管線3。其中:模擬井筒I具有多個透明筒11，兩兩所述透明筒11之間通過金屬短筒12相連，所述模擬井筒I的一端連接有填充接頭13，所述填充接頭13與注入車組4相連，所述模擬井筒I的另一端連接有堵頭14，所述模擬井筒I內(nèi)穿設(shè)有篩管15 ;濾失管線2具有多根濾失分支管線21、多根濾失次管線22和一根濾失主管線23，所述多根濾失次管線22分別連接在所述濾失主管線23上，每個所述透明筒11上連接有多根所述濾失分支管線21，每個所述透明筒11上的多根濾失分支管線21分別與一根所述濾失次管線22相連；返排管線3具有多根反排次管線31和一根反排主管線32，所述多根反排次管線31分別連接在所述反排主管線32上，所述反排次管線31與所述金屬短筒12相連。
[0022]具體是，模擬井筒I的透明筒11采用透明材料制成，其可方便操作人員在外部觀察其內(nèi)的試驗情況，透明筒11的內(nèi)徑為25cm，厚度為2.5cm，抗內(nèi)壓強度為8MPa，多個透明筒11相互串聯(lián)連接在一起，兩兩透明筒11之間通過金屬短筒12相連接，從而組成模擬井筒I，模擬井筒I的一端連接填充接頭13，其另一端連接堵頭14，該填充接頭13與一注入車組4相連；在本發(fā)明中，金屬短筒12由不銹鋼材料制成，其長度為10?20cm，透明筒11的長度大于金屬短筒12的長度，透明筒11與金屬短筒12的內(nèi)徑相同，模擬井筒I的總長度為 50m。
[0023]篩管15穿設(shè)在模擬井筒I中，其上開設(shè)有多個篩孔151，篩管15內(nèi)用于放置待試驗的礫石。
[0024]濾失管線2用于將模擬井筒I內(nèi)的部分攜砂液排出，其可模擬攜砂液往地層中濾失的過程。其中，在透明筒11的兩側(cè)每間隔一米開設(shè)一個小孔，每個小孔上連接一根濾失分支管線21，每個透明筒11上連接的濾失分支管線21連接在一根濾失次管線22上，多個透明筒11上連接的多根濾失次管線22分別連接在一根濾失主管線23上。模擬井筒I內(nèi)的攜砂液自該些濾失分支管線21、該些濾失次管線22和濾失主管線23被排出。
[0025]返排管線3由多根反排次管線31和一根反排主管線32組成，待試驗結(jié)束后，往模擬井筒I內(nèi)注入清水，模擬井筒I中的礫石將自反排管線3中沖洗出來。其中，返排管線3的多根反排次管線31分別連接在多個金屬短筒12上，這樣可避免反排管線3直接與透明筒11連接，而導(dǎo)致透明筒11的強度降低；多根反排次管線31分別連接在一根反排主管線32上。
[0026]本發(fā)明的工作過程如下:首先，將模擬井筒I組裝好，將篩管15穿設(shè)在模擬井筒I中，模擬井筒I的兩端分別密封填充接頭13和堵頭14，然后將模擬井筒I帶有填充接頭13的一端與注入車組4相連，之后，將濾失管線2和返排管線3分別連接在透明筒11和金屬短筒12上。進行試驗時，首先，開啟注入車組4，向模擬井筒I的篩管15內(nèi)注入帶有礫石的攜砂液，部分攜砂液經(jīng)濾失管線2的濾失分支管線21、該些濾失次管線22和濾失主管線23被排出，模擬了攜砂液往地層中濾失的過程，在此過程中，操作人員可通過模擬井筒I的多個透明筒11觀察礫石的填充過程；待試驗結(jié)束后，將返排管線3的返排主管線32與注入車組4連接，卸開堵頭14，打開靠近堵頭14的第一根返排次管線31，關(guān)閉其它返排次管線31，往模擬井筒I中大排量注入清水，將模擬井筒I中的礫石沖洗出來，然后，依次打開其它返排次管線31，將模擬井筒I中的礫石分段沖洗出來，采用這種沖洗方式，可有效地減小返排的阻力，不受模擬井筒I長度的限制。
[0027]本發(fā)明的可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，采用透明材料制成的透明筒11及透明筒11與金屬短筒12間隔連接的模擬井筒I結(jié)構(gòu)設(shè)計，即可以清晰地觀察礫石充填過程，又能夠大大地提高試驗壓力；另外，該可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，具有礫石返排流程，試驗結(jié)束后通過返排管線3能夠方便地沖洗模擬井筒I中填充的礫石，可大大地延長模擬井筒I的長度，使礫石的沖洗不受模擬井筒I長度的限制；再有，采用礫石充填作業(yè)現(xiàn)場實際的注入車組4進行礫石充填試驗和返排沖洗，也節(jié)省了礫石充填設(shè)備的投資。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5連接有多個壓力傳感器51，每個所述壓力傳感器51與每個所述透明筒11相連。該些壓力傳感器51用于測量礫石充填過程中，模擬井筒I內(nèi)不同位置處的壓力變化。[0029]進一步的，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5還連接有多個攝像機52，每個所述攝像機52與每個所述金屬短筒12相對。該些攝像機52用于記錄礫石充填過程。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述濾失次管線22上設(shè)有流量計221。該流量計221用于計量流經(jīng)濾失管線2的攜砂液的流量，在本發(fā)明中，該些流量計221可與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)5相連，實時記錄試驗過程中的流量變化；進一步的，所述濾失次管線22、所述反排次管線31上分別連接有閥門222和閥門311。閥門222和閥門311用于開啟或關(guān)閉濾失次管線22和反排次管線31。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，所述透明筒11的外壁間隔套設(shè)有鋼套(圖中未示出)，該些鋼套可進一步增強透明筒11的強度。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的幾個實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請文件公開的內(nèi)容可以對本發(fā)明實施例進行各種改動或變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，其特征在于，所述可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置包括: 模擬井筒，其具有多個透明筒，兩兩所述透明筒之間通過金屬短筒相連，所述模擬井筒的一端連接有填充接頭，所述填充接頭與注入車組相連，所述模擬井筒的另一端連接有堵頭，所述模擬井筒內(nèi)穿設(shè)有篩管； 濾失管線，其具有多根濾失分支管線、多根濾失次管線和一根濾失主管線，所述多根濾失次管線分別連接在所述濾失主管線上，每個所述透明筒上連接有多根所述濾失分支管線，每個所述透明筒上的多根濾失分支管線分別與一根所述濾失次管線相連； 返排管線，其具有多根反排次管線和一根反排主管線，所述多根反排次管線分別連接在所述反排主管線上，所述反排次管線與所述金屬短筒相連。
2.如權(quán)利要求1所述的可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，其特征在于，所述可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接有多個壓力傳感器，每個所述壓力傳感器與每個所述透明筒相連。
3.如權(quán)利要求2所述的可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還連接有多個攝像機，每個所述攝像機與每個所述金屬短筒相對。
4.如權(quán)利要求1所述的可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，其特征在于，所述濾失次管線上設(shè)有流量計。
5.如權(quán)利要求1所述的可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，其特征在于，所述濾失次管線、所述反排次管線上分別連接有閥門。
6.如權(quán)利要求1所述的可視化水平井礫石填充模擬試驗裝置，其特征在于，所述透明筒的外壁間隔套設(shè)有鋼套。
【文檔編號】E21B43/02GK103452533SQ201310339395
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月6日
【發(fā)明者】匡韶華, 張建軍, 王寶權(quán), 朱富林, 石磊, 李彪, 趙峰, 陳磊 申請人:中國石油天然氣股份有限公司