[发明专利]水下井口液位检测模拟试验装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种水下井口液位检测模拟试验装置及检测方法，涉及海洋钻探设备技术领域，包括：水箱；井口模块，井口模块设置于水箱内，井口模块的内壁上设有液位传感器；钻杆，钻杆的下端能够伸入到井口模块中；试验台架，试验台架上设有横向移动装置、纵向移动装置和旋转装置，横向移动装置、纵向移动装置和旋转装置带动钻杆做横移、纵向和旋转运动；泥浆罐，泥浆罐的下端与井口模块的下端通过回流管路相连通，泥浆罐的上端与旋转装置通过注入管路相连通，注入管路中的泥浆通过旋转装置流入到钻杆上端；控制器，控制器用于控制各个电器元件运行。本发明能够模拟钻杆在水下井口内不同的运动状态，为各类泥浆液位识别技术提供试验平台及检测方法。

技术领域

本发明涉及海洋钻探设备技术领域，特别是涉及一种水下井口液位检测模拟试验装置及检测方法。

背景技术

随着海洋钻井技术的不断发展，无隔水管泥浆回收钻井工艺凭借其自身优势而被广泛应用。现有的无隔水管泥浆回收钻井工艺可以参考专利号为CN201963231U的“一种实现无隔水管泥浆回收钻井的海底泥浆吸入系统”，或专利号为CN108547587A的“一种基于循环钻井液的无隔水管快速取心钻进系统及方法”等，其主要思想均为通过水下泵及单独小直径的泥浆上返管线，将上返至水下井口的泥浆回收至甲板面处进行处理然后再应用。由于水下井口敞开，与外部海水连通，本工艺的技术难点之一是准确判断水下井口泥浆液位高度。

在深水环境下，钻杆由于没有井筒的限制，在水下井口内会前后左右摆动，加之钻杆本身回转，会扰动井口内部的泥浆及海水，这会影响泥浆液位高度的判断。然而现有技术中并没有一种用于模拟无隔水管泥浆回收钻井工艺的装置，来研究各个扰动因素对泥浆液位高度的影响。

因此，本领域技术人员急需一种水下井口液位检测模拟试验装置及检测方法，用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水下井口液位检测模拟试验装置及检测方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，利用横向移动装置、纵向移动装置和旋转装置使得钻杆处于不同的运动状态，从而用于研究各个扰动因素对泥浆液位高度的影响。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种水下井口液位检测模拟试验装置，包括：

水箱，所述水箱内用于填充水；

井口模块，所述井口模块设置于所述水箱内，所述井口模块与所述水箱相连通，所述井口模块的内壁上设有若干个液位传感器；

钻杆，所述钻杆的下端能够伸入到所述井口模块中；

试验台架，所述试验台架上设有横向移动装置、纵向移动装置和旋转装置，所述钻杆的上端与所述旋转装置相连接，所述旋转装置设置于所述横向移动装置上，所述横向移动装置设置在所述纵向移动装置上；

泥浆罐，所述泥浆罐的下端与所述井口模块的下端通过回流管路相连通，所述回流管路上设有泥浆回流泵，所述泥浆罐的上端与所述旋转装置通过注入管路相连通，所述注入管路上设有泥浆注入泵，所述注入管路中的泥浆通过所述旋转装置流入到所述钻杆的上端；

控制器，所述液位传感器、所述横向移动装置、所述纵向移动装置、所述旋转装置、所述泥浆回流泵和所述泥浆注入泵均与所述控制器电连接。

优选的，所述旋转装置为回转顶驱，所述回转顶驱的上端固定有一个顶驱移动板。