[实用新型]研究天然气水合物地层对钻井液侵入响应特性的实验装置

权利要求书

1.一种研究天然气水合物地层对钻井液侵入响应特性的实验装置，其特征在于：包括有钻井液循环机构、高低温恒温实验箱、气测渗透率机构、水/气注入机构、环压跟踪机构、回压机构、检测机构、出口计量机构、取样机构、岩芯转移机构和工控机；

所述的钻井液循环机构由钻井液贮罐、温控仪、钻井液循环泵和物理模型机构的井口环空腔构成，温控仪、钻井液循环泵与钻井液贮罐连接，并通过管道与物理模型机构的井口环空腔连接成一个循环回路；

所述的高低温恒温实验箱为一个工控机控制的可编程恒温实验箱，在实验箱内设有物理模型机构和红外相机，物理模型机构左端设有钻井液井口环空腔，物理模型机构上部设有一个取样点，在物理模型机构内设有岩芯夹持器；岩芯夹持器左右两侧设左端盖和右端盖，测试岩芯放在岩芯夹持器内，在岩芯夹持器的轴向上均匀布置有10个站位电阻率、压力、温度的测点；物理模型机构通过其上部、下部和端部的高压管线与控制压力的阀、压力表与气测渗透率机构、水/气注入机构、环压跟踪机构、回压机构和取样机构相连；物理模型机构上的10站位测点处的传感器分别通过信号线和高压管路与测量机构和工控机相连；

所述的工控机在Windows 2000或XP环境下运行，采用VB编程，适时对各种压力、温度、电阻率、气体体积、液体体积数值的采集和处理，控制各机构的运行。

2.根据权利要求1所述的研究天然气水合物地层对钻井液侵入响应特性的实验装置，其特征在于：所述的岩芯夹持器在其轴向上均匀布置有10个站位测点，分别安装有10个压力传感器C，10个温度传感器和10个电阻率传感器。

3.根据权利要求1所述的研究天然气水合物地层对钻井液侵入响应特性的实验装置，其特征在于：所述的岩芯夹持器为φ50mm，长度1200mm，测试岩芯φ50mm, 长度500～1200mm，测试岩芯长度不足1200mm时通过假岩芯补长，测试岩芯可采用天然岩芯、人造岩芯或填砂模型。

4.根据权利要求1所述的研究天然气水合物地层对钻井液侵入响应特性的实验装置，其特征在于：在实验箱内设有红外相机，红外相机安装在实验箱内的滑轮轨道上，并与物理模型机构轴线对准，且可左右移动。

5.根据权利要求1所述的研究天然气水合物地层对钻井液侵入响应特性的实验装置，其特征在于：所述的气测渗透率机构含有三套不同渗透压力的氮气管路，分别测试高、中、低三种渗透率水合物沉积物的渗透性。

6.根据权利要求1所述的研究天然气水合物地层对钻井液侵入响应特性的实验装置，其特征在于：所述的水/气注入机构包括液体水注入机构和天然气注入机构，液体水注入机构由平流泵和活塞容器组成；天然气注入机构包括天然气瓶、减压阀、气体增压泵和气体流量计，通过气体流量计控制进入物理模型机构的天然气量，实现岩芯夹持器中不同饱和度水合物沉积物的合成。

7.根据权利要求1所述的研究天然气水合物地层对钻井液侵入响应特性的实验装置，其特征在于：所述的环压跟踪机构由环压跟踪泵和压力传感器组成，跟踪物理模型机构中环压腔与岩芯夹持器内腔中的压力差；所述的回压机构由回压阀、回压缓冲容器和回压泵组成。

8.根据权利要求1所述的研究天然气水合物地层对钻井液侵入响应特性的实验装置，其特征在于：所述检测机构含有压力测量机构、电阻率测量机构、流量检测、温度控制与检测机构。

9.根据权利要求1所述的研究天然气水合物地层对钻井液侵入响应特性的实验装置，其特征在于：所述的出口计量机构由气液分离器、气体质量流量计和电子天平组成；所述的取样机构由手动泵和活塞式取样器构成。

10.根据权利要求1所述的研究天然气水合物地层对钻井液侵入响应特性的实验装置，其特征在于：所述的岩芯保真转移机构由外腔体、内腔体、活塞、手动泵、环状腔、温度控制仪、压力控制仪、封隔板和接头组成，外腔体内含有内腔体，内腔体一端安装有活塞，另一端安装有封隔板，接头装在封隔板外侧，压力控制仪与内腔体连接，温度控制仪与环状腔连接。