本實(shí)用新型涉及石油勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種井下流體井筒運(yùn)移可視化模擬試驗(yàn)臺。

背景技術(shù)：

油氣藏是油氣在單一圈閉中的聚集，具有統(tǒng)一的壓力系統(tǒng)和油水界面，是油氣在地殼中聚集的基本單位。圈閉中只聚集了油，就是油藏，只聚集了氣，就是氣藏; 既有油又有氣，則為油氣藏。所謂工業(yè)性油氣藏:是指油氣聚集的數(shù)量足夠大，具有開采價值的油氣藏。同時，也有只聚集水或油氣水都聚集在同一圈閉的油氣藏。石油勘探，就是為了尋找和查明油氣資源，而利用各種勘探手段了解地下的地質(zhì)狀況，認(rèn)識生油、儲油、油氣運(yùn)移、聚集、保存等條件，綜合評價含油氣遠(yuǎn)景，確定油氣聚集的有利地區(qū)，找到儲油氣的圈閉，并探明油氣田面積，搞清油氣層情況和產(chǎn)出能力的過程。

自有油氣勘探以來，對地下油氣資源聚集、運(yùn)移和勘探的認(rèn)識都是建立在不可預(yù)見的背景下，即存在地表地層的屏障，雖然通過勘探過程中收集的各項(xiàng)油氣水資料建立了地下地層柱狀剖面，但這也是一種實(shí)物歸位恢復(fù)，而對于地下地層中的油氣水流體到底是如何在勘探井筒中運(yùn)移這一關(guān)鍵認(rèn)識卻沒有達(dá)到可視化，致使幾百年的勘探理論形成的標(biāo)準(zhǔn)只是建立在推測的基礎(chǔ)上，造成這一情況的根本原因就是還沒有一種能夠真實(shí)再現(xiàn)地下流體在井筒中運(yùn)移規(guī)律的試驗(yàn)裝備?？碧街杏蜌怙@示的發(fā)現(xiàn)和歸位必須建立在勘探深度的基礎(chǔ)上，在地表需要通過一系列的手段如理論計(jì)算、指示物測定遲到時間等來對巖石巖屑、油氣水顯示來進(jìn)行歸位，而目前所有這些也只靠的是一種或多種推測，而不能真正顯現(xiàn)地下的實(shí)際狀況。

對于在油氣勘探現(xiàn)場具體負(fù)責(zé)油氣顯示發(fā)現(xiàn)的綜合錄井來說，油氣顯示層位的地下埋藏深度是通過理論計(jì)算和投放輕重指示物的上返實(shí)測遲到時間來確定的。遲到時間，有巖屑遲到時間和氣體遲到時間。巖屑遲到時間是指，鉆井中，鉆到某一深度時所破碎的巖屑，由洗井液帶到地面的時間，已不是鉆頭鉆達(dá)這一深度的時間，而有一段滯后。井鉆得越深，滯后時間越長。巖屑遲到時間受井深、洗井液密度與黏度、巖屑的密度與大小、泥漿泵的壓力與排量等許多因素影響。在井場一般用與巖石密度相近的特別物質(zhì)（彩色玻璃、磚頭等）泵入井底，記錄這些物質(zhì)的返出時間，作為這一深度的巖屑遲到時間。地下地層中的氣體遲到時間和巖屑遲到時間不同，因?yàn)橛绊憵怏w在井筒內(nèi)的運(yùn)移因素比巖屑的要少。但是，更多的時候，理論計(jì)算或用輕重指示物測得的遲到時間往往與實(shí)際翻出物的返出時間存在或多或少的偏差，于是，地面分析人員就基本認(rèn)為或解釋為是因?yàn)槭艿骄膊灰?guī)則或其它不可見因素的影響，而不是更深一步地繼續(xù)考慮是否受到了井筒內(nèi)流體的流變形態(tài)變化的影響。井筒內(nèi)的介質(zhì)在井筒內(nèi)是如何運(yùn)移的。在直井筒、彎井筒、水平井筒或水平定向井筒內(nèi)存在什么樣的現(xiàn)象。對于這點(diǎn)，目前還介于經(jīng)驗(yàn)分析和數(shù)學(xué)推理判斷，因?yàn)檫€沒有一種直觀的器具來真實(shí)再現(xiàn)井筒內(nèi)各介質(zhì)的真實(shí)可視化運(yùn)移規(guī)律。所以，這些條件限制了工作人員對井下流體井筒運(yùn)移規(guī)律的實(shí)時分析，歸納起來，有如下幾個方面的主要問題：

（1）井下流體在井筒內(nèi)運(yùn)移的實(shí)際狀況無法真實(shí)再現(xiàn)，工作人員無法深入想象井筒內(nèi)的油氣水介質(zhì)流變規(guī)律；

（2）無法判斷其它輕重介質(zhì)（氣體或巖石巖屑）在井筒內(nèi)的運(yùn)移是否存在交叉作用或相互影響；

（3）直井筒或水平井筒內(nèi)的油氣水介質(zhì)運(yùn)移存在什么異同無法判斷；

（4）油氣水介質(zhì)在直井筒和水平井筒的過渡井段（彎曲井段）是如何變化的，無法認(rèn)識；

（5）井筒內(nèi)流體的流變類型無法真實(shí)再現(xiàn)，直接影響了對油氣水介質(zhì)的流動規(guī)律的分析判斷；

（6）對諸多不符合現(xiàn)象的解釋無法建立在實(shí)物說服基礎(chǔ)上，影響了工作質(zhì)量評估；

（7）影響了油氣水顯示層位深度確定，對油氣勘探時效造成影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種井下流體井筒運(yùn)移可視化模擬試驗(yàn)臺。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，該井下流體井筒運(yùn)移可視化模擬試驗(yàn)臺，其結(jié)構(gòu)包括透明管道和支架，

透明管道分為：透明管道垂向段、透明管道彎曲段和透明管道水平段；

透明管道垂向段的頂部設(shè)置有頂部旋塞，頂部旋塞旋入透明管道垂向段的頂部內(nèi)并與透明管道垂向段密連接封，頂部旋塞上設(shè)置有頂部替液閥；

透明管道垂向段頂部的側(cè)壁上游部設(shè)置有排漿口；

排漿口下方的透明管道垂向段管道主體的側(cè)壁同側(cè)自上游到下游依次設(shè)置有注氣閥、注油閥、注水閥、混合注入閥；

透明管道彎曲段設(shè)置有備用閥；

透明管道水平段末端設(shè)置有底部旋塞，底部旋塞上設(shè)置有末端替液閥；

透明管道水平段的管壁自上游到下游依次設(shè)置有注氣閥、注油閥、注水閥、混合注入閥；

透明管道內(nèi)腔設(shè)置有一套旋轉(zhuǎn)鉆具；

支架設(shè)置為沿透明管道走向的U型槽支托透明架體，U型槽半包圍透明管道；

支架分為支架垂向段、支架彎曲段和支架水平段；

支架垂向段上設(shè)置有透明管道垂向段弧形拖箍，透明管道垂向段弧形拖箍吻合承托透明管道垂向段；

支架彎曲段上設(shè)置有透明管道彎曲段弧形拖箍，透明管道彎曲段弧形拖箍吻合承托透明管道彎曲段；

支架水平段上設(shè)置有透明管道水平段弧形拖箍，透明管道水平段弧形拖箍吻合承托透明管道水平段；

透明管道垂向段弧形拖箍、透明管道水平段弧形拖箍上均固定設(shè)置有透明管道環(huán)抱固定夾；透明管道環(huán)抱固定夾環(huán)抱固定透明管道于支架各弧形拖箍上。

透明管道垂向段、透明管道彎曲段和透明管道水平段為分體管道，透明管道垂向段和透明管道彎曲段之間通過密封法蘭連接，透明管道彎曲段和透明管道水平段之間通過密封法蘭連接。

所述的注氣閥、注油閥、注水閥、混合注入閥的閥體上安裝有球閥開關(guān)。

透明管道環(huán)抱固定夾的兩端分別固定連接在透明管道垂向段弧形拖箍、透明管道水平段弧形拖箍上，透明管道環(huán)抱固定夾采用鎖扣固定連接。

支架彎曲段和支架水平段的底部分別設(shè)置有底座。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的有益效果是：

該井下流體井筒運(yùn)移可視化模擬試驗(yàn)臺可廣泛應(yīng)用于石油天然氣勘探施工中，可真實(shí)直觀地再現(xiàn)下流體在井筒中的運(yùn)移規(guī)律，不但是鉆井勘探、綜合錄井、測井、井下作業(yè)、采油采氣等行業(yè)進(jìn)行地下流體井筒運(yùn)移分析和試驗(yàn)工作的重要裝置，同時，也是其它從事流體分析如供水、注氣、注水及水利工程等相關(guān)領(lǐng)域的重要可視化模擬實(shí)驗(yàn)裝置。

該井下流體井筒運(yùn)移可視化模擬試驗(yàn)臺在實(shí)際操作應(yīng)用中解決了各種不利因素，明確了在油氣勘探中綜合錄井對井筒內(nèi)油氣水運(yùn)移規(guī)律的客觀認(rèn)識，提升了工作效率，保障了油氣勘探效益，有助于精細(xì)高效勘探。該裝置，通過合理的布局和技術(shù)措施有利地推動了綜合錄井工作設(shè)施的創(chuàng)新改進(jìn)。這種井下流體井筒運(yùn)移可視化模擬試驗(yàn)臺不但能夠?qū)τ蜌馑诰矁?nèi)運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行直觀觀摩，而且可應(yīng)用在流體教學(xué)和演示領(lǐng)域。

在綜合錄井工作中，油氣勘探現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)沒有專業(yè)性的井下流體井筒運(yùn)移可視化模擬試驗(yàn)臺，靠的是原始而無規(guī)范的數(shù)理推算模式。設(shè)計(jì)實(shí)用新型的井下流體井筒運(yùn)移可視化模擬試驗(yàn)臺創(chuàng)造了以下功能和優(yōu)點(diǎn)：

（1）真實(shí)再現(xiàn)了井下流體在井筒內(nèi)運(yùn)移的實(shí)際狀況，工作人員可直視井筒內(nèi)的油氣水介質(zhì)流變規(guī)律；

（2）為判斷其它輕重介質(zhì)（氣體或巖石巖屑）在井筒內(nèi)的運(yùn)移是否存在交叉作用或相互影響提供了觀摩工具；

（3）直井筒或水平井筒內(nèi)的油氣水介質(zhì)運(yùn)移存在的異同可得到清晰判斷；

（4）油氣水介質(zhì)在直井筒和水平井筒的過渡井段（彎曲井段）的變化規(guī)律得以客觀認(rèn)識；

（5）真實(shí)再現(xiàn)井筒內(nèi)流體的流變類型，消除了對油氣水介質(zhì)的流動規(guī)律的主觀分析判斷影響；

（6）對諸多不符合現(xiàn)象的解釋說服建立在了實(shí)物基礎(chǔ)上，促進(jìn)了工作質(zhì)量評估；

（7）油氣水顯示層位深度確定可更加科學(xué)地得以歸位，提升了油氣勘探時效。

該井下流體井筒運(yùn)移可視化模擬試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、使用方便、易于維護(hù)，具有很好的推廣使用價值。

附圖說明

附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中的標(biāo)記分別表示：

1、透明管道，

2、透明管道垂向段，3、透明管道彎曲段，4、透明管道水平段，

5、頂部旋塞，6、頂部替液閥，

7、排漿口，8、注氣閥，9、注油閥，10、注水閥，11、混合注入閥，

12、備用閥，

13、底部旋塞，14、末端替液閥，

15、旋轉(zhuǎn)鉆具，

16、支架，17、U型槽，

18、支架垂向段，19、支架彎曲段，20、支架水平段，

21、透明管道垂向段弧形拖箍，

22、透明管道彎曲段弧形拖箍，

23、透明管道水平段弧形拖箍，

24、透明管道環(huán)抱固定夾，

25、密封法蘭，

26、球閥開關(guān)，27、鎖扣，28、底座。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的井下流體井筒運(yùn)移可視化模擬試驗(yàn)臺作以下詳細(xì)說明。

如附圖所示，本實(shí)用新型的井下流體井筒運(yùn)移可視化模擬試驗(yàn)臺，其結(jié)構(gòu)包括透明管道1和支架16，

透明管道1分為：透明管道垂向段2、透明管道彎曲段3和透明管道水平段4；

透明管道垂向段2的頂部設(shè)置有頂部旋塞5，頂部旋塞5旋入透明管道垂向段的頂部內(nèi)并與透明管道垂向段密連接封，頂部旋塞5上設(shè)置有頂部替液閥6；

透明管道垂向段2頂部的側(cè)壁上游部設(shè)置有排漿口7；

排漿口7下方的透明管道垂向段管道主體的側(cè)壁同側(cè)自上游到下游依次設(shè)置有注氣閥8、注油閥9、注水閥10、混合注入閥11；

透明管道彎曲段3設(shè)置有備用閥12；

透明管道水平段4末端設(shè)置有底部旋塞13，底部旋塞13上設(shè)置有末端替液閥14；

透明管道水平段4的管壁自上游到下游依次設(shè)置有注氣閥、注油閥、注水閥、混合注入閥；

透明管道1內(nèi)腔設(shè)置有一套旋轉(zhuǎn)鉆具15；

支架16設(shè)置為沿透明管道走向的U型槽支托透明架體，不銹鋼材質(zhì)，U型槽17半包圍透明管道；

支架16分為支架垂向段18、支架彎曲段19和支架水平段20；

支架垂向段18上設(shè)置有透明管道垂向段弧形拖箍21，透明管道垂向段弧形拖箍吻合承托透明管道垂向段2；

支架彎曲段19上設(shè)置有透明管道彎曲段弧形拖箍22，透明管道彎曲段弧形拖箍吻合承托透明管道彎曲段3；

支架水平段20上設(shè)置有透明管道水平段弧形拖箍23，透明管道水平段弧形拖箍吻合承托透明管道水平段4；

透明管道垂向段21弧形拖箍、透明管道水平段弧形拖箍23上均固定設(shè)置有透明管道環(huán)抱固定夾24；透明管道環(huán)抱固定夾24環(huán)抱固定透明管道于支架各弧形拖箍上。

透明管道垂向段2、透明管道彎曲段3和透明管道水平段4為分體管道，透明管道垂向段和透明管道彎曲段之間通過密封法蘭25連接，透明管道彎曲段和透明管道水平段之間通過密封法蘭連接。

所述的注氣閥、注油閥、注水閥、混合注入閥的閥體上安裝有球閥開關(guān)26。

透明管道環(huán)抱固定夾24的兩端分別固定連接在透明管道垂向段弧形拖箍、透明管道水平段弧形拖箍上，透明管道環(huán)抱固定夾采用鎖扣27固定連接。

支架彎曲段和支架水平段的底部分別設(shè)置有底座28。

其中：

透明管道，內(nèi)徑215mm，壁厚7.5mm，外徑230mm，整體通經(jīng)。透明管道由三個主體部分組成：垂向段管道彎曲段管道和水平段管道。

（1） 垂向段管道。垂向段管道長1200mm，在該管道上主要分置幾個部分：

①頂部旋塞。頂部旋塞長150mm，旋塞上有替液閥，替液閥內(nèi)徑30mm，壁厚5mm，外徑40mm，長150mm。旋塞旋入管道內(nèi)密封。

②排漿口。排漿口長150mm，內(nèi)徑30mm，壁厚5mm，外徑40mm，距離管道頂緣100mm。

③注氣閥。內(nèi)徑20mm，壁厚5mm，外徑30mm，長150mm，閥體上安裝球閥開關(guān)，同排漿口上下排列，距離排漿口200mm。

④注油閥。內(nèi)徑20mm，壁厚5mm，外徑30mm，長150mm，閥體上安裝球閥開關(guān)，同注氣閥上下排列，距離注氣閥200mm。

⑤注水閥。內(nèi)徑20mm，壁厚5mm，外徑30mm，長150mm，閥體上安裝球閥開關(guān)，同注油閥上下排列，距離注油閥200mm。

⑥混合注入閥。內(nèi)徑20mm，壁厚5mm，外徑30mm，長150mm，閥體上安裝球閥開關(guān)，同注水閥上下排列，距離注水閥200mm。

（2）彎曲段管道。管道居中部位設(shè)置一備用閥，內(nèi)徑20mm，壁厚5mm，外徑30mm，長150mm，閥體上安裝球閥開關(guān)。管道彎曲度大于120o。備用閥和彎曲段豎向位置呈背向45o。彎曲段管道和垂向段管道為分體，通過密封法蘭連接。從中間部位向兩彎曲部位各長300mm，通徑。管道累計(jì)長600mm，和水平段管道密封法蘭連接。

（3）水平段管道。水平段管道長1500mm，在該管道上主要分置幾個部分：

①底部旋塞。頂部旋塞長150mm，旋塞上有替液閥，替液閥內(nèi)徑30mm，壁厚5mm，外徑40mm，長150mm。旋塞旋入管道內(nèi)密封。

②混合注入閥。內(nèi)徑20mm，壁厚5mm，外徑30mm，長150mm，閥體上安裝球閥開關(guān)，同注水閥左右排列，距離底部旋塞150mm。

③注水閥。內(nèi)徑20mm，壁厚5mm，外徑30mm，長150mm，閥體上安裝球閥開關(guān)，同混合注入閥左右排列，距離混合注入閥250mm。

④注油閥。內(nèi)徑20mm，壁厚5mm，外徑30mm，長150mm，閥體上安裝球閥開關(guān)，同注水閥左右排列，距離注水閥250mm。

⑤注氣閥。內(nèi)徑20mm，壁厚5mm，外徑30mm，長150mm，閥體上安裝球閥開關(guān)，同注油閥左右排列，距離注油閥250mm。

透明管道內(nèi)連接旋轉(zhuǎn)鉆具一套，鉆具動力由鉆具設(shè)施提供。

支架：支架用來支托透明管道，支架材料形狀為U型，深80mm，寬245mm，通徑，支架由以下幾個部分組成：垂向段支架、彎曲段支架和水平段支架。

（1）垂向段支架。支架高1200mm，垂向段支架上設(shè)置三處固定夾，固定夾和各閥位置錯開不重疊。支架一側(cè)與透明管道各閥位置等距設(shè)置五個閥座，各閥和排漿口坐落于閥座中，閥座深15mm。U型支架內(nèi)設(shè)三處弧形拖項(xiàng)，用來支托透明管道，拖項(xiàng)間距300mm。

（2）彎曲段支架。該支架和垂向段支架對口焊接，內(nèi)弧曲面長600mm，與彎曲段管道同形，彎曲U型支架內(nèi)設(shè)一處弧形拖項(xiàng)，用來支托彎曲透明管道。在曲面居中位置兩側(cè)設(shè)置彎曲管道底座，該底座和水平管道底座在同一水平面。

（3）水平段支架。支架長1500mm，水平段支架上設(shè)置三處固定夾，固定夾和各閥位置錯開不重疊。支架一側(cè)與透明管道各閥位置等距設(shè)置四個閥座，各閥坐落于閥座中，閥座深15mm。U型支架內(nèi)設(shè)三處弧形拖項(xiàng)，拖項(xiàng)間距300mm，用來支托透明管道。彎曲段支架底板兩側(cè)設(shè)置兩處水平管道支撐底座，底座間距900mm。