高溫高壓裂縫封堵模擬裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種高溫高壓裂縫封堵模擬裝置。主要解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的常規(guī)裂縫封堵模擬裝置鉆井液用量大、縫寬可調(diào)范圍小以及模擬溫度壓力區(qū)間窄的問題。其特征在于：所述的所述的泥漿杯（3）內(nèi)腔上下端有凹臺，泥漿杯（3）上下凹臺處分別置有上蓋（1）及下蓋（5），下蓋（5）上部與泥漿杯（3）下端凹臺間置有空心鋼套（4），蓋（1）及下蓋（5）與泥漿杯（3）通過透孔內(nèi)的平絲堵（2）固定；所述的上蓋（1）及下蓋（5）中心開有螺紋孔，上蓋（1）及下蓋（5）孔中分別連接有上閥桿（8）、下閥桿（9）。該高溫高壓裂縫封堵模擬裝置，可用于評價各類物理封堵和化學(xué)封堵材料的封堵效果及承壓能力，重復(fù)性好，節(jié)約鉆井液。
【專利說明】高溫高壓裂縫封堵模擬裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及石油鉆井防漏堵漏【技術(shù)領(lǐng)域】中一種模擬裝置，特別是一種高溫高 壓裂縫封堵模擬裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 裂縫性地層漏失多發(fā)生在石灰?guī)r、白云巖的裂縫及不整合侵蝕面、斷層、破碎帶、 火成巖侵入體等通道內(nèi)，裂縫開度一般較小，但漏失量大，漏速快，不容忽視。為了防止和 處理裂縫破碎型地層漏失的問題，需要對封堵機(jī)理、堵漏劑及堵漏鉆井液的封堵性能等進(jìn) 行試驗研究，為提高堵漏工藝的可行性與成功率，有必要通過儀器來模擬井下環(huán)境和漏失 通道，驗證材料的堵漏效果，為堵漏方案的改進(jìn)與優(yōu)化提供科學(xué)的依據(jù)。
[0003] 目前，國內(nèi)外常用的封堵評價裝置主要針對微孔隙型漏失，評價封堵材料的作用 效果，包括：高溫高壓靜、動失水儀、巖心流動裝置等，也有用于模擬大裂縫和砂床的堵漏 儀，模擬出來的裂縫一般大于100 μ m，而硬脆性泥頁巖和深層破碎型火山巖的微裂縫只有 幾個到幾十微米；經(jīng)填砂后的高溫高壓失水儀在一定程度上能反映出鉆井液的封堵效果， 但填砂后形成的是孔隙型結(jié)構(gòu)，在模擬微裂縫時仍存在一定缺陷。
[0004] 華北石油管理局鉆井工藝研究院研制的DLM-Ol堵漏裝置，實驗溫度150°C，壓力 7MPa，可進(jìn)行長孔型和多孔型試驗?zāi)K封堵實驗，該裝置特別適合較大開度裂縫的封堵實 驗，但是裂縫行程短，不能很好的體現(xiàn)縫內(nèi)顆粒架橋規(guī)律，不適合微小裂縫的封堵。
[0005] 西南石油大學(xué)利用鋼塊拼接，螺釘固定的方法，研制了微米級光滑裂縫，配合高溫 高壓靜濾失儀使用，該裝置的缺點(diǎn)是加固螺釘在緊固過程對裂縫造成形變，導(dǎo)致精確度降 低，縫行程短，不能很好的描述堵漏材料進(jìn)入裂縫的狀態(tài)，同時該裝置拆裝比較復(fù)雜，具有 一定的局限性。
[0006] 因此，需要開發(fā)一種精確度較高，便于操作的通用型裂縫封堵模擬裝置，對預(yù)防和 處理微小裂縫漏失及大縫漏失均具有較好的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服【背景技術(shù)】中存在的常規(guī)裂縫封堵模擬裝 置體積龐大、耗費(fèi)鉆井液、縫面光滑難以模擬地層裂縫的真實情況、縫寬可調(diào)范圍小以及模 擬溫度壓力區(qū)間窄的問題，而提供一種高溫高壓裂縫封堵模擬裝置，該高溫高壓裂縫封堵 模擬裝置，可用于評價各類物理封堵和化學(xué)封堵材料的封堵效果及承壓能力，具有操作簡 便，重復(fù)性好的特點(diǎn)。
[0008] 本實用新型解決其問題可通過如下技術(shù)方案來達(dá)到：該高溫高壓裂縫封堵模擬裝 置，包括泥漿杯，所述的泥漿杯上下端頭處均布有六個螺紋透孔，所述的泥漿杯內(nèi)腔上下端 有凹臺，泥漿杯上下凹臺處分別置有上蓋及下蓋，下蓋上部與泥漿杯下端凹臺間置有空心 鋼套，上蓋及下蓋與泥漿杯上下端頭透孔處對應(yīng)開有透孔，上蓋及下蓋與泥漿杯通過透孔 內(nèi)的平絲堵固定；所述的上蓋及下蓋中心開有螺紋孔，上蓋及下蓋孔中分別連接有上閥桿、 下閥桿。
[0009] 本實用新型與上述【背景技術(shù)】相比較可具有如下有益效果：該高溫高壓裂縫封堵模 擬裝置由于采用上述結(jié)構(gòu)，能夠模擬硬脆性地層微米級裂隙的形態(tài)，可觀察出封堵材料在 微裂隙內(nèi)外的存在狀態(tài)，實驗儀器可靠性好，操作簡便，具有良好的重現(xiàn)性、穩(wěn)定性，并由此 建立了鉆井液封堵性能的評價方法。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0010] 附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 附圖2是本實用新型使用狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 附圖3是本實用新型泥漿杯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖中：1_上蓋；2-平絲堵；3-泥漿杯；4-空心套；5-下蓋；6-密封圈；7-透孔， 8-上閥桿；9-下閥桿；10-加熱套；11-溫度計；12-氣罐。

【具體實施方式】：
[0014] 下面結(jié)合附圖將對本實用新型作進(jìn)一步說明：
[0015] 如附圖1結(jié)合圖3所示，該高溫高壓裂縫封堵模擬裝置，包括泥漿杯3,所述的泥 漿杯3上下端頭處均布有六個螺紋透孔7,所述的泥漿杯3內(nèi)腔上下端有凹臺，泥漿杯3上 下凹臺處分別置有上蓋1及下蓋5,下蓋5上部與泥漿杯3下端凹臺間置有空心鋼套4,上 蓋1及下蓋5與泥漿杯3上下端頭透孔處對應(yīng)開有透孔，上蓋1及下蓋5與泥漿杯3通過 透孔內(nèi)的平絲堵2固定；泥漿杯3與上蓋1及下蓋5間置有密封圈6,防止鋼套外壁與泥漿 杯內(nèi)壁接觸處滲漏。所述的上蓋1及下蓋5中心開有孔，上蓋1及下蓋5孔中分別連接有 上閥桿8、下閥桿9。
[0016] 如圖2所示，使用時，首先在鋼套中澆制人工裂縫，然后安裝泥漿杯上蓋及上閥桿 密封，將泥漿杯倒置，向其中倒入測試堵漏漿（液面低于凹臺），安放鋼套、下蓋、下閥桿密 封，再次將泥漿杯上下調(diào)轉(zhuǎn)，最后，將裝好的泥漿杯放入加熱套10內(nèi)，加熱套10上部接有溫 度計11，泥漿杯上蓋1及下蓋5的上下閥桿分別連接氣罐12的進(jìn)氣管及回壓管，升至預(yù)定 溫度和壓力，進(jìn)行實驗。
[0017] 實驗過程：（1)澆制裂縫；使用空心鋼套，選用不同厚度金屬鋁箔間隔，控制模擬 裂縫開度，應(yīng)用G級水泥澆筑人工裂縫，放入養(yǎng)護(hù)箱設(shè)置合適的溫度養(yǎng)護(hù)，一定時間后，抽 出鋁箔墊片，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)至水泥具有足夠的強(qiáng)度；（2)設(shè)備組裝：安裝泥漿杯上蓋及上閥桿密 封，將泥漿杯倒置，配制堵漏漿，倒入泥漿杯，安裝鋼套密封圈，將鋼套壓入泥漿杯，安裝下 蓋、下閥桿密封，再次將泥漿杯上下調(diào)轉(zhuǎn)，泥漿杯安裝結(jié)束；（3)裂縫封堵實驗評價：將泥漿 杯放入高溫高壓失水儀加熱套內(nèi)，連接頂驅(qū)氣源和冷凝回壓接收器，通電使泥漿杯升至預(yù) 定溫度，打開頂驅(qū)氣源閥桿，為泥漿杯內(nèi)漿液加壓，打開回壓接收器閥桿，使堵漏漿進(jìn)入裂 縫并形成封堵，開始計時，待堵漏漿停止濾失且壓力恒定，說明堵漏漿在裂縫內(nèi)形成有效封 堵，如果漿液一直漏失，說明不能形成有效封堵。
[0018] 實施例1
[0019] 準(zhǔn)備厚度20 μ m鋁箔墊片，按照水灰比0. 5配制水泥楽，澆筑人工裂縫，放入恒溫 箱50°C恒溫養(yǎng)護(hù)4h，拔出墊片，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)24h備用
[0020] 實施例2
[0021] 準(zhǔn)備厚度100 μ m鋁箔墊片，按照水灰比0. 5配制水泥楽，澆筑人工裂縫，放入恒溫 箱50°C恒溫養(yǎng)護(hù)5h，拔出墊片，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)16h備用
[0022] 實施例3
[0023] 準(zhǔn)備厚度Icm鋁箔墊片，按照水灰比0. 5配制水泥漿，澆筑人工裂縫，放入恒溫箱 45°C恒溫養(yǎng)護(hù)4. 5h，拔出墊片，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)16h備用
[0024] 實施例4
[0025] 準(zhǔn)備厚度5cm鋁箔墊片，按照水灰比0. 5配制水泥漿，澆筑人工裂縫，放入恒溫箱 45°C恒溫養(yǎng)護(hù)4. 5h，拔出墊片，繼續(xù)養(yǎng)護(hù)16h備用。
[0026] 應(yīng)用實施例1人工裂縫進(jìn)行封堵實驗，評價四種可變形材料（記為FD-I，F(xiàn)D-2， FD-3, FD-3, FD-4)的裂縫封堵效果，結(jié)果見表1。
[0027] 表1應(yīng)用實施例1進(jìn)行封堵實驗
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種高溫高壓裂縫封堵模擬裝置，包括泥漿杯（3)，其特征在于：所述的泥漿杯（3) 上下端頭處均布有六個螺紋透孔（7)，所述的泥漿杯（3)內(nèi)腔上下端有凹臺，泥漿杯（3)上 下凹臺處分別置有上蓋（1)及下蓋（5)，下蓋（5)上部與泥漿杯（3)下端凹臺間置有空心鋼 套（4)，上蓋（1)及下蓋（5)與泥漿杯（3)上下端頭透孔處對應(yīng)開有透孔，上蓋（1)及下蓋 (5)與泥漿杯（3)通過透孔內(nèi)的平絲堵（2)固定；所述的上蓋（1)及下蓋（5)中心開有螺紋 孔，上蓋（1)及下蓋（5)孔中分別連接有上閥桿（8)、下閥桿（9)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓裂縫封堵模擬裝置，其特征在于：所述的泥漿杯（3) 與上蓋（1)及下蓋（5)間置有密封圈（6)。
【文檔編號】G01N33/00GK204214835SQ201420634083
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】楊東梅, 李玉海, 劉永貴, 宋濤, 楊超, 李海, 孫露露, 王海淼 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 大慶石油管理局