[实用新型]水平井筒中连续管液体携带和孔眼分流模拟装置

说明书

技术领域：一种水平井筒中连续管液体携带和孔眼分流模拟装置，用于水平井筒中连续管液体携带和孔眼分流的模拟试验，属于石油天然气工业压裂酸化实验设备的制造技术领域。

背景技术：水平井是开发油气田的一种有效手段，它可以显著提高油气藏勘探开发的综合效益。自1928年世界第一口水平井钻成后，水平井迅速发展，并且以每年600-1000口水平井的速度增加，中国于1965年在四川钻成了第一口水平井，先后在各个油田开始了水平井技术的应用，水平井中的冲砂洗井工艺及基质酸化工艺与直井中的工艺有很大的差别，不仅表现在作业难度的增加，而且还制约着工艺技术措施的制定和施工作业后的效果，主要是因为在一口水平井中同时存在直井段、造斜段、水平段三种井筒，特别是在长水平井井筒条件下，重力与水平井筒方向的复杂关系影响了水平井筒内介质的存在形式和流动运移规律，加上复杂的水平井段井眼轨迹，需要射孔的孔眼数目多、射孔方位多变、孔眼分布的差异，以及注液工艺、作业方式等都加大了水平井冲砂洗井和基质酸化的难度；而目前水平井冲砂洗井和基质酸化工艺大多采用经验的方法，也就是一边观察，一边摸索，一边改进，根据现场具体情况进行调整，没有科学、定量的技术，在这种情况下，就很难进行工艺技术优化；从技术文献查询情况看，国外虽然对水平井技术的研究有较长的历史，但是有关水平井井筒冲砂洗井的技术文献尚未见到，在关于水平井基质酸化的文献中主要研究的是液体置放技术，而且也取得了研究成果和应用效果，但是从实际运用来看，其考虑的因素仍然较少、特别是与连续油管技术和水平井状况的衔接不紧密。

发明内容：本实用新型的目的是针对现有技术的不足，根据相似性原理，设计研制出能模拟开展水平井井筒内替液、冲砂、携砂以及液体在水平井段孔眼中的分流、排液等方面基础性工作的水平井筒中连续管液体携带和孔眼分流模拟装置。

本实用新型是这样实现的：本实用新型包括实验井筒、液体泵送机构、数据采集机构和安全机构，其特征是：所述试验井筒包括外管和内管，在外管的顶端设置有半密封装置，内管穿过半密封装置设置在外管内；所述液体泵送机构包括驱替泵、供液桶、进液管和出液管，驱替泵的一边连接供液桶，另一边通过进液管与内管连接；数据采集机构包括采集器和处理装置，采集器通过电缆线组与处理装置连接；所述安全机构由人梯、卷筒和护栏构成。

所述内管是透明的塑料管，外管为有机玻璃管，内管在外管中一直延伸到外管的尾端。

所述内管缠绕在安全机构的卷筒上，并与进液管连接。

在所述外管的上端设置有可拆卸的出液管，出液管连接到废液处理池。

所述采集器包括上部和尾部压力传感器、电子天平和摄像头，上部和尾部压力传感器分别设置在半密封装置上和射孔孔眼段。

在外管的后端一米范围内钻有孔眼，孔眼的直径为8mm，间距为100mm，孔眼方向为向上和向下30°。

在外管后端的孔眼之前设置有回压阀，在外管的尾端设置有排液管。

所述试验井筒为L形状，长四米，试验井筒的外管与外管之间由连接帽连接，在连接帽中设置有档圈和密封圈；

本实用新型的理论依据是：

根据动力相似原理和几何相似原理进行实验装置的设计，动力相似性是进行模拟实验设计的基础，本实用新型的动力相似原理考虑剪切速率和雷洛数两个指标，本实验装置的设计中由于涉及到圆管内外液体与液体、液体与固相颗粒之间的相互作用，因此将液体在管内的剪切速率作为主要衡量参数模拟装置圆管的内外径和供液系统的流量，液体在管内的剪切速率由下面的公式给出：γ′=8Qπ·d3t]]>

这里的丫′为液体在管内的剪切速率，S^-1；Q为管内液体流速，mL/min；d为管子的内径，cm。模拟对象为直径139mm套管内，38.1mm直径连续油管