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[发明专利]大斜度钻井摩阻模拟实验装置-CN202110124213.5在审
发明人：不公告发明人 -专利权人：王为
申请日： 2021-01-29 - 公布日： 2021-06-22 - 主分类号： G01M13/00 文献下载
摘要：一种大斜度钻井摩阻模拟实验装置，包括模拟装置主体、驱动系统、测量系统和数据收集与处理系统；所述模拟装置主体是整个模拟实验装置的主体部分，包括：加压手轮、弹簧、压力传感器、模拟钻柱、模拟井筒和支撑钢架、模拟钻头、模拟井底和底座。所述模拟井筒包括竖直井筒、水平井筒和过渡井筒，所述支撑钢架用于支撑模拟井筒。所述测量系统包括若干组传感器。所述模拟实验装置，通过改变钻柱的井斜角，能够模拟研究在大斜度井眼中钻柱的运动规律、井底钻压波动特性、钻头侧向力变化特性等基本规律。
斜度钻井模拟实验装置

[发明专利]大斜度井中钻头侧向力测量模拟装置及钻进趋势的模拟方法-CN202110029792.5在审
发明人：不公告发明人 -专利权人：王为
申请日： 2021-01-11 - 公布日： 2021-06-01 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：本发明提供一种钻头侧向力测量装置，包括：侧向力传感器、测力环和模拟钻头；所述侧向力传感器均匀分布在测力环外周，所述测量环与模拟钻头在横截面上视为点接触；所述模拟钻头后方与模拟钻柱连接，其前方安装在模拟井底上，所述模拟井底1与水平面成夹角，并在模拟井底上设置压力传感器；所述模拟钻柱设置在模拟井筒中；随着钻柱的旋转钻进，模拟钻头被测力环限制在一定的空间内运动；随着钻柱的振动，测力环受到来自钻头的力，安装在测力环周围的侧向力传感器把产生的电压信号传送给工控机该装置能够在不同的钻进参数下模拟不同钻井工况下，分析不同钻速和钻压下钻头侧向力的变化趋势。
斜度钻头侧向测量模拟装置钻进趋势方法

[实用新型]水平井水平段动态循环模拟实验装置-CN201822089565.8有效
发明人：郭晓乐;罗羽熙;龙芝辉;苏堪华;李猛;张迪盛 -专利权人：重庆科技学院
申请日： 2018-12-12 - 公布日： 2019-07-19 - 主分类号： E21B47/10 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种水平井水平段动态循环模拟实验装置，包括安装架，该安装架上设置有模拟井筒和模拟钻柱，还包括钻井液循环系统、驱动装置、加砂装置和供气装置，驱动装置用于驱动模拟钻柱沿模拟井筒长度方向移动和/或驱动模拟钻柱转动，加砂装置用于在实验时向钻井液冲加砂，供气装置用于在实验时向模拟井筒或模拟钻柱内充气。可充分模拟水平井中水平段内环空循环的动态，模拟各种循环工况，充分观察水平段内岩屑移动速度，岩屑分布情况，并通过测量设备进行量化及后期分析，为实际钻井提供重要理论参数，降低钻井风险。
模拟钻柱模拟井筒模拟实验装置水平井水平段动态循环供气装置加砂装置驱动装置安装架水平段岩屑钻井钻井液循环系统长度方向移动本实用新型模拟水平井驱动测量设备循环工况重要理论内环空钻井液加砂充气转动量化移动观察分析

[发明专利]一种气体钻井地层出水气体携水模拟实验装置-CN202110770841.0有效
发明人：何贤政;李永杰 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2021-07-08 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种气体钻井地层出水气体携水模拟实验装置，包括模拟井筒、模拟钻柱驱动部件、风机、泵、储液罐；泵用于将储液罐中液体送入模拟井筒中，驱动部件用于驱动模拟钻柱在模拟井筒中旋转，风机用于将气体经模拟钻柱送入模拟井筒中，模拟井筒上部设置有出料管道，泵出入口经连通线连通，连通管的最高点高于泵入口和模拟钻柱的气体出口，模拟井筒中液位升高后液体能够自流进入泵入口；所述泵入口管线上、位于储液罐与连通线接口之间的管段上设有液体流量计本装置模拟井筒底部水位恒定，井筒中气体携水量可以实时精确计量。
一种气体钻井地层出水模拟实验装置

[发明专利]充气钻井动态循环模拟综合实验系统-CN201811516300.X在审
发明人：郭晓乐;杨斌;刘继林;龙芝辉;任志平;张迪盛 -专利权人：重庆科技学院
申请日： 2018-12-12 - 公布日： 2019-02-15 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种充气钻井动态循环模拟综合实验系统，包括安装架，该安装架上设置有模拟井筒和模拟钻柱，还包括钻井液循环系统、驱动装置、起升装置、加砂装置和供气装置，驱动装置用于驱动模拟钻柱沿模拟井筒长度方向移动和/或驱动模拟钻柱转动，起升装置用于将安装架靠近模拟井筒的一端倾斜提升；加砂装置用于在实验时向钻井液冲加砂，供气装置用于在实验时向模拟井筒或模拟钻柱内充气。可充分模拟充气钻井全井况、全尺寸井下环空动态情况，有效反应钻井液参数、井眼尺寸、井斜角、机械钻速等因素对冲砂及携岩效果的影响，同时还可对固相移动速度及浓度进行实时测量分析，为现场钻井生产提供重要的理论支撑
模拟井筒模拟钻柱充气钻井安装架综合实验系统动态循环供气装置加砂装置起升装置驱动装置钻井液循环系统长度方向移动实时测量分析钻井液参数驱动固相移动机械钻速井下环空理论支撑有效反应钻井生产井斜角钻井液对冲加砂井眼全井携岩充气转动

[实用新型]用于综合模拟充气钻井动态循环的实验系统-CN201822086883.9有效
发明人：郭晓乐;罗羽熙;李猛;刘继林;龙芝辉;任志平 -专利权人：重庆科技学院
申请日： 2018-12-12 - 公布日： 2019-07-23 - 主分类号： E21B21/16 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于综合模拟充气钻井动态循环的实验系统，包括安装架，该安装架上设置有模拟井筒和模拟钻柱，还包括钻井液循环系统、驱动装置、起升装置、加砂装置和供气装置，驱动装置用于驱动模拟钻柱沿模拟井筒长度方向移动和/或驱动模拟钻柱转动，起升装置用于将安装架靠近模拟井筒的一端倾斜提升；加砂装置用于在实验时向钻井液冲加砂，供气装置用于在实验时向模拟井筒或模拟钻柱内充气。可充分模拟充气钻井全井况、全尺寸井下环空动态情况，有效反应钻井液参数、井眼尺寸、井斜角、机械钻速等因素对冲砂及携岩效果的影响，同时还可对固相移动速度及浓度进行实时测量分析，为现场钻井生产提供重要的理论支撑
模拟井筒模拟钻柱充气钻井安装架动态循环供气装置加砂装置起升装置驱动装置实验系统钻井液循环系统长度方向移动实时测量分析本实用新型钻井液参数驱动固相移动机械钻速井下环空理论支撑有效反应钻井生产井斜角钻井液对冲加砂井眼全井携岩充气转动

[发明专利]一种深水钻井隔水管与钻柱磨损模拟试验装置及试验方法-CN201510470097.7有效
发明人：毛良杰;刘清友;徐涛 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2015-08-04 - 公布日： 2018-03-30 - 主分类号： G01N3/56 文献下载
摘要：本发明涉及一种深水钻井隔水管与钻柱磨损模拟试验装置，包括可伸缩试验架（36）、隔水管与钻柱磨损试验装置、隔水管内表面磨损测量装置（33）和钻柱外表面磨损测量装置（34），所述的隔水管与钻柱磨损试验装置包括伺服电机（4）、隔水管模型（17）、钻柱模型（18）、上张力施加机构和下张力施加机构；本发明还涉及采用该试验装置的试验方法。本发明的优点在于能够对不同钻柱模型转速、不同隔水管模型张力和不同钻柱模型张力条件下，隔水管与钻柱模型发生的磨损进行模拟，同时还可各自磨损量进行有效测量，该模拟试验装置具有操作便捷和结构简单的特点，能够有效对隔水管和钻柱模型在不同工况条件下发生的磨损量进行试验研究
一种深水钻井水管磨损模拟试验装置试验方法

[发明专利]一种变径井眼中屈曲管柱钻进测试方法-CN202010261879.0有效
发明人：牟善波;孙经光;尚建林;包明魁;宋胜军;韩秀玲;郑龙;彭建超;王晓宏 -专利权人：新疆正通石油天然气股份有限公司
申请日： 2020-04-05 - 公布日： 2021-06-01 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本发明提供一种变径井眼中屈曲管柱钻进测试方法，该方法包括：在底座上依次放置岩板和模拟井眼，将空心钻柱、钻铤、传感器与钻头装配后放置于模拟井眼中；通过控制系统，对套装在模拟井眼上的变径器的内径进行调节，使模拟井眼的局部内径发生改变；设定空心钻柱的垂向应力和旋转转速，启动动力装置；预设时间后关闭，记录岩板的钻入深度、此时空心钻柱的屈曲状态，并根据预设时间和钻入深度计算机械转速；更改变径器内径重复上述步骤；根据每次变径器内径、空心钻柱的屈曲状态和机械转速对空心钻柱发生屈曲后的钻进情况进行评价本发明通过控制变量法根据变径器内径、空心钻柱的屈曲状态和机械转速对空心钻柱发生屈曲后的钻进情况进行评价。
一种变径井眼中屈曲管柱钻进测试方法

[发明专利]多功能钻井全井段动态循环模拟实验系统-CN201811516311.8在审
发明人：郭晓乐;苏堪华;龙芝辉;刘继林;齐成伟;罗羽熙 -专利权人：重庆科技学院
申请日： 2018-12-12 - 公布日： 2019-04-16 - 主分类号： E21B21/00 文献下载
摘要：本发明公开了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，该安装架上模拟井筒和模拟钻柱，还包括钻井液循环系统、驱动装置、起升装置、加砂装置，驱动装置用于驱动模拟钻柱沿模拟井筒长度方向移动和/或驱动模拟钻柱转动，起升装置用于将安装架靠近模拟井筒的一端倾斜提升，使模拟井筒和模拟钻柱相对水平面倾斜设置，加砂装置与钻井液循环系统相连，用于在实验时向钻井液冲加砂。可充分模拟常规两相钻井全井况、全尺寸井下环空的动态情况，有效反应钻井液参数、井眼尺寸、井斜角、机械钻速等因素对冲砂及携岩效果的影响，同时还可对固相移动速度及浓度进行实时测量分析，为现场钻井生产提供重要的理论支撑
模拟井筒模拟钻柱安装架全井钻井钻井液循环系统模拟实验系统动态循环加砂装置起升装置驱动装置长度方向移动实时测量分析钻井液参数驱动固相移动机械钻速井下环空理论支撑倾斜设置有效反应钻井生产井斜角钻井液对冲加砂井眼两相携岩转动

[实用新型]用于模拟钻井全井段动态循环的多功能实验系统-CN201822086885.8有效
发明人：龙芝辉;任志平;郭晓乐;刘继林;许红林;张迪盛 -专利权人：重庆科技学院
申请日： 2018-12-12 - 公布日： 2019-07-23 - 主分类号： E21B47/10 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于模拟钻井全井段动态循环的多功能实验系统，包括安装架，该安装架上模拟井筒和模拟钻柱，还包括钻井液循环系统、驱动装置、起升装置、加砂装置，驱动装置用于驱动模拟钻柱沿模拟井筒长度方向移动和/或驱动模拟钻柱转动，起升装置用于将安装架靠近模拟井筒的一端倾斜提升，使模拟井筒和模拟钻柱相对水平面倾斜设置，加砂装置与钻井液循环系统相连，用于在实验时向钻井液冲加砂。可充分模拟常规两相钻井全井况、全尺寸井下环空的动态情况，有效反应钻井液参数、井眼尺寸、井斜角、机械钻速等因素对冲砂及携岩效果的影响，同时还可对固相移动速度及浓度进行实时测量分析，为现场钻井生产提供重要的理论支撑
模拟井筒模拟钻柱安装架全井多功能实验系统钻井液循环系统动态循环加砂装置模拟钻井起升装置驱动装置长度方向移动实时测量分析本实用新型钻井液参数驱动固相移动机械钻速井下环空理论支撑倾斜设置有效反应钻井生产井斜角钻井液对冲加砂井眼两相携岩钻井转动

[发明专利]一种变径井眼中屈曲管柱钻进模拟装置-CN202010261881.8有效
发明人：牟善波;薛志龙;代礼兵;韩秀玲;孙侃;李先林;王晓宏;王国庆 -专利权人：新疆正通石油天然气股份有限公司
申请日： 2020-04-05 - 公布日： 2021-05-25 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本发明提供一种变径井眼中屈曲管柱钻进模拟装置，该装置包括：动力装置用于驱动空心钻柱进行旋转；模拟井眼呈空心管；多个变径器设置在模拟井眼的外壁表面，用于对模拟井眼进行扩径和缩径；空心钻柱、钻铤、传感器和钻头均设置在模拟井眼的内部；空心钻柱、钻铤、钻头依次连接，传感器设置在钻头上；岩板设置在模拟井眼的底部；机架设置在模拟井眼的外壁周围，通过机架将动力装置固定在模拟井眼的上方；机架上还设置有控制系统，用于控制多个变径器对模拟井眼的局部进行扩径或缩径本发明能够实现扩径和缩径井眼中屈曲管柱的转动过程的模拟，得到扩径和缩径对钻井管柱运动状态的影响。
一种变径井眼中屈曲管柱钻进模拟装置

[发明专利]钻柱扰动下泥页岩井壁流固化耦合损伤模拟装置与方法-CN202210732066.4有效
发明人：孙元伟;程远方;赵益忠;李翠;孙德旭;张建国;代晓东 -专利权人：山东石油化工学院
申请日： 2022-06-27 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明涉及石油与天然气勘探开发技术领域，特别涉及一种钻柱扰动下泥页岩井壁流固化耦合损伤模拟装置与方法。其技术方案是：包括钻柱扰动模拟系统、三向应力加载系统、孔隙压力饱和系统、钻井液循环系统和数据采集及控制系统，所述钻柱扰动模拟系统包括大尺寸试样、压力室，在压力室内安装高压流体饱和腔体，高压流体饱和腔体内安装大尺寸试样，压力室外壁安设X方向液压筒、Y方向液压筒、Z方向液压筒和井口密封装置，钻柱穿过井口密封装置；有益效果是：本发明可以模拟真实泥页岩钻井施工工艺流程，进而获得不同地质条件、不同钻井液参数及不同钻柱扰动下泥页岩流固化耦合损伤规律，获得钻柱扰动下泥页岩坍塌周期。
扰动页岩井壁固化耦合损伤模拟装置方法

[发明专利]一种具有多自由度-变参数的钻柱系统回转运动建模方法-CN201910064242.X有效
发明人：吴敏;程军;陈鑫;曹卫华 -专利权人：中国地质大学（武汉）
申请日： 2019-01-23 - 公布日： 2020-05-01 - 主分类号： E21B44/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种具有多自由度‑变参数的钻柱系统回转运动建模方法，包括以下步骤：钻柱系统抽象与简化，构建振动方程，模型状态空间实现，构建线性变参数模型，LPV模型的线性分式表示，构建钻柱系统回转运动模型。本发明的方法采用多自由度系统及状态空间方程描述实际钻柱系统，符合钻柱多单元组合特性，提高了钻柱建模精度；同时，引入时变的钻柱长度和LFT技术，利于对整个钻进过程钻柱系统的回转运动进行分析，提高了模型的适用范围此外,引入的Karnopp模型适合描述钻头‑岩石作用，对于模拟实际钻柱系统回转运动具有较好的模拟作用。
一种具有自由度参数系统回转运动建模方法

[发明专利]水平井扭摆钻井钻柱动力学模拟实验装置-CN202011128162.5有效
发明人：刘阳;邹家焱;马天寿;陈平;付建红;白璟 -专利权人：西南石油大学
申请日： 2020-10-21 - 公布日： 2022-04-01 - 主分类号： E21B7/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种水平井扭摆钻井钻柱动力学模拟实验装置，包括实验井架、井身模拟系统、地面驱动系统、井底驱动系统、数据采集系统、钻井液循环系统；实验井架包括水平井架、垂直井架、弧形导管架，垂直井架设置在水平井架的左端上表面，弧形导管架包括首尾相连的水平面、垂直面和弧形面，弧形导管架与水平井架可拆卸相连，弧形导管架的垂直面与垂直井架的右侧面可拆卸相连；井身模拟系统包括井筒和钻柱，地面驱动系统设置在实验井架上，地面驱动系统包括加压电机和驱动电机，驱动电机与钻柱相连，驱动钻柱进行扭摆钻井。本发明除了能够模拟常规钻井外，还能模拟扭摆钻井，研究扭摆钻井工艺下的钻柱动力学，为扭摆钻井的参数设置提供依据。
水平扭摆钻井动力学模拟实验装置

[发明专利]一种高温高压旋转条件下钻井液中气泡上升速度测试装置和方法-CN202010098714.6在审
发明人：袁俊亮;许亮斌;刘书杰;罗洪斌;田守嶒;许争鸣;盛磊祥;郝希宁 -专利权人：中国海洋石油集团有限公司;中海油研究总院有限责任公司
申请日： 2020-02-18 - 公布日： 2020-05-19 - 主分类号： G01P5/20 文献下载
摘要：所述测试装置包括一模拟井筒和一模拟钻柱，模拟钻柱设于模拟井筒内，且两者形成环形空间；模拟井筒的底部连接液相储罐和气相储集瓶，气相储集瓶还通过一管线与模拟井筒的顶部相连通；模拟井筒的外壁设有可视窗口；测试装置还包括摄像机本发明测试装置可以模拟真实钻井过程中的环空结构，因此可以分析气泡在不同环空空间内上升时壁面对气泡上升速度的影响；还可以模拟钻柱旋转引起环空流体螺旋流动的现象，因此可以分析钻柱旋转对气体螺旋上升速度的影响规律；同时可以模拟高温高压环境，因此实验装置中的气体性质更接近实际钻井时侵入井筒中的气体性质。
一种高温高压旋转条件下钻井气泡上升速度测试装置方法