本實用新型涉及天然氣水合物鉆井技術領域的一種模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復破碎實驗裝置。

背景技術：

天然氣水合物是在一定壓力和溫度條件下形成的籠型化合物。天然氣水合物鉆井是一個很復雜的工程，在整個鉆井過程中會出現(xiàn)很多工程問題。而在鉆水平井的過程中由于鉆桿的轉(zhuǎn)動將使鉆頭剛剛破碎下來的巖屑發(fā)生第二次破碎；當鉆遇到天然氣水合物層時，天然氣水合物固體也將會由于鉆桿的轉(zhuǎn)動作用發(fā)生破碎。井下的復雜工況使得天然氣水合物固體和巖屑一起隨鉆井液在水平段內(nèi)流動，在鉆桿的作用下鉆井液的流動是復雜的，并且在地面是無法觀測得到的，因此，若能發(fā)明一種有效模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復破碎實驗裝置對天然氣水合物鉆井過程中井底水平段巖屑重復破碎過程進行可視化研究，將對現(xiàn)場實際工程具有重要意義。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型目的是：提供了一種模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復破碎實驗裝置。

本實用新型所采用的技術方案是：

本實用新型一種模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復破碎實驗裝置，主要由貯水槽、水泵、液體流量計、進水口、千斤頂、電機、減速器、接頭、巖屑儲集室、尼龍漏斗、巖屑漏斗、外管、內(nèi)管、攝像機、軸承、混合物出口、液固兩相分離器、電加熱干燥器、尼龍收集桶和巖屑收集桶組成。貯水槽依次與水泵和液體流量計相連；實驗裝置的左部設有電機、減速器、接頭和進水口；右部設有軸承和混合物出口；下部設有千斤頂。在整個實驗過程中所使用的尼龍和巖屑顆粒直徑為8mm；外管和內(nèi)管都采用透明亞克力玻璃玻璃制成，承壓2MPa；混合物出口直徑為進水口直徑的1.1倍；在整個實驗過程中尼龍顆粒模擬實際工況下天然氣水合物固體，巖屑顆粒模擬實際工況下巖屑，外管模擬套管，內(nèi)管模擬鉆桿，清水模擬鉆井液。本實用新型的優(yōu)點：使用方便快捷，結構簡單，通過改變電機轉(zhuǎn)速能很好的模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復破碎實驗裝置。

附圖說明

圖1是本實用新型一種模擬天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復破碎實驗裝置的結構示意圖。圖中：1.貯水槽，2.水泵，3.液體流量計，4.進水口，5.千斤頂，6.電機，7.減速器，8.接頭，9.巖屑儲集室，10.尼龍漏斗，11.巖屑漏斗，12.外管，13.內(nèi)管，14.攝像機，15.軸承，16.混合物出口，17.液固兩相分離器，18.電加熱干燥器，19.尼龍收集桶，20.巖屑收集桶。

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天然氣水合物鉆井水平段巖屑重復破碎實驗裝置，主要由貯水槽1、水泵2、液體流量計3、進水口4、千斤頂5、電機6、減速器7、接頭8、巖屑儲集室9、尼龍漏斗10、巖屑漏斗11、外管12、內(nèi)管13、攝像機14、軸承15、混合物出口16、液固兩相分離器17、電加熱干燥器18、尼龍收集桶19和巖屑收集桶20組成。貯水槽1依次與水泵2和液體流量計3相連；實驗裝置的左部設有電機6、減速器7、接頭8和進水口4；右部設有軸承15和混合物出口16；下部設有千斤頂5。

如圖1所示，具體模擬過程為：首先啟動電機6，使電機6通過減速器7帶動內(nèi)管13進行轉(zhuǎn)動；水從貯水槽1出來有依次經(jīng)過水泵2加壓，液體流量計3計量后從進水口4進入，待水充滿整個環(huán)空后往巖屑儲集室9加入相同質(zhì)量的尼龍顆粒和巖屑顆粒，打開巖屑儲集室9開關，使尼龍和巖屑顆粒進入環(huán)空中并與水一起隨鉆桿的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中使尼龍顆粒和巖屑顆粒破碎，破碎后的尼龍顆粒和巖屑顆粒隨水從左往右流動，最終從混合物出口16流出并進入液固兩相分離器17進行液固兩相分離，分離出的水進入貯水槽1進行重新使用，分離出的尼龍顆粒和巖屑顆粒進入電加熱干燥器18進行干燥，干燥后分別進入尼龍收集桶19和巖屑收集桶20進行重新使用。在整個實驗過程中通過攝像機14記錄下整個實驗過程中的實驗現(xiàn)象及實驗結果，方便后續(xù)結果分析，即模擬過程結束。