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专利号: 2018115163118
申请人: 重庆科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统,包括安装架(1),该安装架(1)上具有沿其长度方向依次设置的模拟井筒(10)和模拟钻柱(11),其特征在于,还包括:钻井液循环系统(2),用于向模拟井筒(10)和模拟钻柱(11)供给钻井液和进行钻井液的处理;

驱动装置(4),用于驱动模拟钻柱(11)沿模拟井筒(10)长度方向移动和/或驱动模拟钻柱(11)转动;

起升装置(5),用于提升安装架(1)的一端,使模拟井筒(10)和模拟钻柱(11)相对于水平面倾斜;

加砂装置(6),其与钻井液循环系统(2)相连,用于在实验时向钻井液中加砂;

其中,所述钻井液循环系统(2)包括进液管(2a),以及相互连接的泥浆泵(20)和泥浆罐(21),所述泥浆泵(20)的出口端与进液管(2a)连通,所述进液管(2a)连接有钻柱进液管(2b)、环空进液管(2c)和旁通管(2d);

所述钻柱进液管(2b)与模拟钻柱(11)的顶端连通,环空进液管(2c)与模拟井筒(10)的底端连通,所述模拟井筒(10)的顶端设有回流管(2e),该回流管(2e)上设有振动筛(22),所述振动筛(22)与泥浆罐(21)相连,所述旁通管(2d)通过三通阀(2f)与回流管(2e)相连;

所述加砂装置(6)包括均与环空进液管(2c)相连的自动加砂机构和人工加砂机构;

所述驱动装置(4)包括传动箱(40),该传动箱(40)上设有轴向驱动电机(41)和旋转驱动电机(42),传动箱(40)内具有由轴向驱动电机(41)驱动的齿轮,安装架(1)上在传动箱(40)的两侧对称设有齿条(12),所述齿轮与齿条(12)啮合,所述旋转驱动电机(42)沿安装架(1)长度方向设置,其电机轴通过水龙头(13)与模拟钻柱(11)固定连接;

所述模拟井筒(10)通过井筒支撑板(17)支撑在安装架(1),所述模拟井筒(10)与井筒支撑板(17)之间可拆卸连接,模拟井筒(10)由多段短筒通过法兰连接形成。

2.根据权利要求1所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统,其特征在于:所述钻井液循环系统(2)还包括砂泵(23)和备用进液管(2g),所述砂泵(23)的进口端与泥浆罐(21)相连,出口端同时与进液管(2a)和备用进液管(2g)连通,所述备用进液管(2g)与进液管(2a)并联设置,并同时与钻柱进液管(2b)、环空进液管(2c)和旁通管(2d)相连,所述泥浆泵(20)的出口端同时还与备用进液管(2g)相连。

3.根据权利要求1所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统,其特征在于:所述模拟钻柱(11)伸入模拟井筒(10)的一端连接有模拟钻头(19),该模拟钻头(19)呈前小后大的中空圆锥台状,其侧壁上沿周向均匀分布有与椭圆状的水眼(190),所述水眼(190)与模拟钻头(19)内部连通。

4.根据权利要求1至3任一所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统,其特征在于:所述起升装置(5)包括起升塔架(50),该起升塔架(50)从下至上依次设有卷扬电机(51)、卷扬筒(52)和定滑轮(53),并配置有钢绳(54),所述钢绳(54)与安装架(1)的后端相连。

5.根据权利要求4所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统,其特征在于:所述安装架(1)底部具有至少两个沿宽度方向设置的支撑辊(14),所述支撑辊(14)的两端套装有滚轮(140)。

6.根据权利要求5所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统,其特征在于:所述起升塔架(50)两侧对称设置有滑槽(500),所述滑槽(500)沿起升塔架(50)的高度方向设置,其中一个所述支撑辊(14)位于安装架(1)的后端,该支撑辊(14)两端的滚轮(140)嵌入正对的滑槽(500)中。

7.根据权利要求1所述的多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统,其特征在于:还包括数据采集系统,所述数据采集系统包括控制柜(8),所述安装架(1)上对应模拟井筒(10)的位置沿其长度方向均匀分布有高清摄像头(80),模拟井筒(10)的两端设有与其连通的差压计(81),模拟井筒(10)的出口端设置有密度计(82),模拟井筒(10)的一侧设有超声多普勒流量计(83),所述高清摄像头(80)、差压计(81)及超声多普勒流量计(83)均与控制柜(8)相连。