本實用新型涉及天然氣水合物鉆水平井技術(shù)領(lǐng)域的一種模擬天然氣水合物鉆水平井全井眼攜巖實驗裝置。

背景技術(shù)：

在天然氣水合物鉆水平井過程中，井眼清潔不暢可能會引起很多問題，如鉆頭磨損嚴(yán)重、鉆速低、壓裂地層、高摩阻，卡鉆等。如果不能有效的處理井眼凈化問題，嚴(yán)重時將引起整口井的損失。在油田中的巖屑攜帶難題經(jīng)過一些學(xué)者研究，但對于天然氣水合物鉆井中的巖屑攜帶難題國內(nèi)研究很少，因為這還要考慮到天然氣水合物在上返過程中隨著壓力和溫度的改變會分解，正是天然氣水合物的分解問題造成許多學(xué)者在研究時無從下手，從而直接導(dǎo)致天然氣水合物鉆水平井過程中井眼凈化問題研究較少，需要發(fā)明一種模擬天然氣水合物鉆水平井全井眼攜巖實驗裝置來模擬天然氣水合物鉆水平井全井眼攜巖。從而對井眼凈化問題進行研究，為現(xiàn)場提供較大的工程實際意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的是：提供了一種模擬天然氣水合物鉆水平井全井眼攜巖實驗裝置。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

本實用新型一種模擬天然氣水合物鉆水平井全井眼攜巖實驗裝置，主要由電磁式空氣泵、計算機監(jiān)測系統(tǒng)、球閥、氣體流量計、出氣口、壓力傳感器、內(nèi)外管接頭A、液體入口、液體流量計、水泵、貯水槽、氣液固三相分離器、溫度傳感器、混合物出口、內(nèi)管、外管、巖屑漏斗、尼龍漏斗、巖屑儲集室、電加熱干燥器、尼龍收集桶、巖屑收集桶、內(nèi)管固定環(huán)、內(nèi)外管接頭B和鉆頭組成。模擬裝置的上部設(shè)有液體入口、內(nèi)外管接頭A、壓力傳感器、溫度傳感器和混合物出口；水平段處設(shè)有出氣口、內(nèi)管固定環(huán)、鉆頭、巖屑儲集室和內(nèi)外管接頭B；貯水槽依次與水泵和液體流量計相連。本實用新型使用方便快捷，模擬效果好。在整個模擬裝置中共設(shè)有8個出氣口，通過控制出氣口量的大小來模擬天然氣水合物在上返過程中的分解；內(nèi)管和外管采用透明亞克力玻璃制作而成，承壓2MPa；整個實驗過程中的使用的尼龍顆粒和巖屑顆粒直徑均為4mm且尼龍顆粒和巖屑顆粒的比例可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行改變，本實驗?zāi)M過程采先用1比1進行實驗，而后改變不同的比例進行模擬實驗。在整個實驗過程中尼龍模擬實際工況下的天然氣水合物顆粒，巖屑模擬實際工況下的巖屑顆粒，出氣口流出的氣體模擬天然氣水合物分解出的氣體，鉆頭模擬實際工況下的鉆頭，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：使用方便快捷，在實驗?zāi)M過程中在不同的部位加入了不同量的氣體，更真實的模擬天然氣水合物鉆水平井全井眼攜巖的過程。

附圖說明

圖1是本實用新型一種模擬天然氣水合物鉆水平井全井眼攜巖實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.電磁式空氣泵，2.計算機監(jiān)測系統(tǒng)，3.球閥，4.氣體流量計，5.出氣口，6.壓力傳感器，7.內(nèi)外管接頭A，8.液體入口，9.液體流量計，10.水泵，11.貯水槽，12.氣液固三相分離器，13.溫度傳感器，14.混合物出口，15.內(nèi)管，16.外管，17.巖屑漏斗，18.尼龍漏斗，19.巖屑儲集室，20.電加熱干燥器，21.尼龍收集桶，22.巖屑收集桶，23.內(nèi)管固定環(huán)，24.內(nèi)外管接頭B，25.鉆頭。

具體實施方式

下面結(jié)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天然氣水合物鉆水平井全井眼攜巖實驗裝置，主要由電磁式空氣泵1、計算機監(jiān)測系統(tǒng)2、球閥3、氣體流量計4、出氣口5、壓力傳感器6、內(nèi)外管接頭A7、液體入口8、液體流量計9、水泵10、貯水槽11、氣液固三相分離器12、溫度傳感器13、混合物出口14、內(nèi)管15、外管16、巖屑漏斗17、尼龍漏斗18、巖屑儲集室19、電加熱干燥器20、尼龍收集桶21、巖屑收集桶22、內(nèi)管固定環(huán)23、內(nèi)外管接頭B24和鉆頭25組成。所述模擬裝置的上部設(shè)有液體入口8、內(nèi)外管接頭A7、壓力傳感器6、溫度傳感器13和混合物出口14；水平段處設(shè)有出氣口5、內(nèi)管固定環(huán)23、鉆頭25、巖屑儲集室19和內(nèi)外管接頭B24；貯水槽11依次與水泵10和液體流量計9相連。

如圖1所示，具體模擬過程為：首先關(guān)閉8個出水口上的球閥3，打開計算機監(jiān)測系統(tǒng)2和水泵10，使水通過水泵10加壓，液體流量計9計量后從液體入口8進入模擬裝置，水從內(nèi)管15進入后從上往下流動，最終從鉆頭25流出，經(jīng)過內(nèi)外管接頭B24后從環(huán)空往上返，最終從混合物出口14流出。觀察計算機監(jiān)測系統(tǒng)2上的壓力和溫度變化情況，待壓力和溫度變化趨于穩(wěn)定后，打開巖屑儲集室19下部的開關(guān)，使尼龍顆粒和巖屑顆粒往下運動，進入環(huán)空內(nèi)；同時打開電磁式空氣泵1和8個球閥3，通過調(diào)節(jié)球閥3開度的大小控制進氣量的大小來模擬天然氣水合物在上返過程中在不同的地方分解量的不同。上返上來的混合物從混合物出口14流出，進入氣液固三相分離器12進行氣液固三相分離，分離出的氣體從上部的氣體出口流出進入大氣，分離出的液體從氣液固三相分離器12的右側(cè)流出進入貯水槽11進行重新循環(huán)使用，分離出的尼龍顆粒和巖屑顆粒流入電加熱干燥器20進行加熱干燥后分別進入尼龍收集桶21和巖屑收集桶22后進行重新循環(huán)使用。在整個實驗?zāi)M過程中通過計算機監(jiān)測系統(tǒng)2上的壓力和溫度監(jiān)測曲線可清楚的看到加入尼龍顆粒、巖屑顆粒和氣體后整個壓力和溫度的變化情況。