[发明专利]一种气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置及方法

权利要求书

1.一种气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置，其特征在于：包括空气压缩机、测试控制系统以及依次连接的顶驱、气水龙头、双壁钻杆、气水混合器和单壁钻杆，所述测试控制系统包括气液分离罐、泥浆罐、返浆泵、流量计、液位计和控制单元，所述双壁钻杆的环状间隙上端通过所述气水龙头的注气口连通所述空气压缩机，所述双壁钻杆的环状间隙下端连通所述气水混合器，所述双壁钻杆的内管上端连通所述气水龙头的排渣口，所述气水龙头的排渣口通过所述顶驱连通所述气液分离罐，所述双壁钻杆的内管下端连通所述气水混合器，所述单壁钻杆上端连通所述气水混合器，所述气液分离罐的出液口与所述泥浆罐连通，所述液位计设置于所述泥浆罐上用于检测所述泥浆罐内液位，所述泥浆罐的出口连通所述返浆泵进口，所述返浆泵出口通过返浆管通向井内，所述流量计设置于所述返浆管上，所述空气压缩机、所述返浆泵、所述流量计和所述液位计均与所述控制单元电连接。

2.根据权利要求1所述的气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置，其特征在于：所述气液分离罐上端设有进浆口，所述顶驱通过排浆管连通所述进浆口，所述气液分离罐下端设置所述出液口，所述气液分离罐顶端设有排气组件，所述气液分离罐内设有分离组件。

3.根据权利要求2所述的气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置，其特征在于：所述排气组件包括排气管和伞形挡板，所述排气管下端伸入所述气液分离罐内并连接所述伞形挡板，所述排气管伸入所述气液分离罐内的外周面上设有多个排气孔。

4.根据权利要求2所述的气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置，其特征在于：所述分离组件包括沿高度方向交错并间隔设置的多个分离板，各所述分离板均由连接在所述气液分离罐内壁的一端向另一端倾斜向下设置。

5.根据权利要求1所述的气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置，其特征在于：所述泥浆罐一端顶部设有与所述出液口连通的泥浆罐进口，另一端设置所述液位计，所述泥浆罐内沿水平方向交错并间隔设有多个隔板，各所述隔板均沿竖直方向设置，所述泥浆罐远离所述出液口的一端设有泥浆罐出口。

6.根据权利要求1所述的气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置，其特征在于：所述控制单元安装于所述泥浆罐顶端。

7.一种基于权利要求1～6中任意一项所述的气举无隔水管泥浆回收模拟试验装置的气举无隔水管泥浆回收模拟试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将井内注满泥浆，确认所述气水混合器的下入位置，下入相应长度的所述双壁钻杆和所述单壁钻杆；

S2：启动所述空气压缩机，高压气体经所述气水龙头、所述双壁钻杆进入到所述气水混合器，与所述双壁钻杆的中心通道内的泥浆混合，形成气液混合流体，在所述双壁钻杆内外压差作用下，井底的泥浆不断进入所述单壁钻杆，经所述气水混合器、所述双壁钻杆、所述气水龙头和所述顶驱上返至地面，并进入所述气液分离罐中进行气液分离，分离出的泥浆进入所述泥浆罐内；

S3：所述液位计和所述流量计实时测量所述泥浆罐内泥浆液位和上返泥浆流量，所述控制单元实时读取所述液位计和所述流量计测量信息，并分别与预设液位值和目标流量比对，当实际液位值不等于预设液位值时，所述控制单元控制所述返浆泵加大或减小泵量，直至实际液位值等于预设液位值；当上返泥浆流量不等于目标流量时，所述控制单元控制所述空气压缩机增大或减小压缩气体排量，以增强或减弱气举效应，从而提高或降低上返泥浆流量，直至上返泥浆流量等于目标流量；

S4：改变所述气水混合器的下入位置，重复进行步骤S2和S3。