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煤层气直井钻进过程煤粉产出测试装置
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申请号:201510704940.3 申请日:2015-10-27
摘要:煤层气直井钻进过程煤粉产出测试装置,包括地层压力模拟系统(1)、钻井模拟系统(2)、钻井液循环系统(3)和煤粉产出测控系统(4);地层压力模拟系统(1)包括伺服液压油源(5)、轴压模拟装置和围压模拟装置;煤粉产出测控系统(4)包括计算机(87)和测控仪器(88);本发明能对不同煤储层参数、不同钻井参数下煤粉产出量及产出粒径进行较准确的测试,以便能优化钻井参数,减少煤层气直井钻进过程煤粉的产出量和井径扩大率,降低其对储层的伤害,为提高煤层气井排采压力传播和产气量提供有利支撑。
申请人: 河南理工大学
地址: 454003 河南省焦作市高新区世纪大道2001号
发明(设计)人: 倪小明 李志恒 孙小婷 白万备
主分类号: E21B49/00(2006.01)I
分类号: E21B49/00(2006.01)I E21B49/02(2006.01)I E21B21/01(2006.01)I E21B21/06(2006.01)I E21B21/08(2006.01)I
  • 法律状态
2017-12-22  授权
2016-02-24  实质审查的生效IPC(主分类):E21B 49/00申请日:20151027
2016-01-27  公开
注:本法律状态信息仅供参考,即时准确的法律状态信息须到国家知识产权局办理专利登记簿副本。
  • 其他信息
主权项  煤层气直井钻进过程煤粉产出测试装置,其特征在于:包括地层压力模拟系统(1)、钻井模拟系统(2)、钻井液循环系统(3)和煤粉产出测控系统(4);地层压力模拟系统(1)包括伺服液压油源(5)、轴压模拟装置和围压模拟装置;轴压模拟装置包括轴压伺服油箱(6)、轴压增压器(7)、轴压伺服控制器(8)、轴压充液控制阀(9)和轴压充液油箱(10);轴压伺服油箱(6)通过轴压主油管(11)与伺服液压油源(5)连接,轴压伺服油箱(6)通过第一轴压增压油管(12)与轴压增压器(7)连接,轴压增压器(7)通过第二轴压增压油管(13)与轴压充液控制阀(9)连接,轴压充液控制阀(9)通过第三轴压增压油管(14)与轴压充液油箱(10)连接;第一轴压增压油管(12)上沿轴压伺服油箱(6)到轴压增压器(7)方向依次设有第一轴压过滤器(15)、轴压油泵电机组(16)、第二轴压过滤器(17)、轴压蓄能器(18)和轴压伺服阀(19),第一轴压增压油管(12)上在轴压油泵电机组(16)和第二轴压过滤器(17)之间连接有轴压溢流管(20),轴压溢流管(20)的一端伸入到轴压伺服油箱(6)内,轴压溢流管(20)沿油液流向依次设有轴压压力表(21)、轴压溢流阀(22)和轴压冷却器(23);第三轴压增压油管(14)上沿轴压充液油箱(10)到轴压增压器(7)方向依次设有轴压充液过滤器(24)和轴压充液油泵电机组(25),第三轴压增压油管(14)上在轴压充液油泵电机组(25)和轴压充液控制阀(9)之间连接有轴压充液溢流管(26),轴压充液溢流管(26)上沿油液流向依次设有轴压充液压力表(27)、轴压充液溢流阀(28)和轴压充液冷却器(29);围压模拟装置包括围压伺服油箱(30)、围压增压器(31)、围压伺服控制器(32)、围压充液油箱(33)和围压充液控制阀(36);围压伺服油箱(30)通过围压主油管(34)与伺服液压油源(5)连接,围压伺服油箱(30)通过第一围压增压油管(35)与围压增压器(31)连接,围压增压器(31)通过第二围压增压油管(37)与围压充液控制阀(36)连接,围压充液控制阀(36)通过第三围压增压油管(38)与围压充液油箱(33)连接;第一围压增压油管(35)上沿围压伺服油箱(30)到围压增压器(31)方向依次设有第一围压过滤器(39)、围压油泵电机组(40)、第二围压过滤器(41)、围压蓄能器(42)和围压伺服阀(43),第一围压增压油管(35)上在围压油泵电机组(40)和第二围压过滤器(41)之间连接有围压溢流管(44),围压溢流管(44)的一端伸入到围压伺服油箱(30)内,围压溢流管(44)沿油液流向依次设有围压压力表(45)、围压溢流阀(46)和围压冷却器(47);第三围压增压油管(38)上沿围压充液油箱(33)到围压增压器(31)方向依次设有围压充液过滤器(48)和围压充液油泵电机组(49),第三围压增压油管(38)上在围压充液油泵电机组(49)和围压充液控制阀(36)之间连接有围压充液溢流管(50),围压充液溢流管(50)上沿油液流向依次设有围压充液压力表(51)、围压充液溢流阀(52)和围压充液冷却器(53);钻井模拟系统(2)包括框架(58)和上下两端均敞口的圆筒体(54),框架(58)内底部设有底座(56),圆筒体(54)下端通过卡箍(55)与底座(56)可拆卸密封连接,圆筒体(54)上端设有圆环顶盖(57),圆筒体(54)内设有将圆筒体(54)内部分隔为导向腔(59)和试验腔(60)的圆环隔板(61),圆筒体(54)、圆环顶盖(57)和圆环隔板(61)的中心线重合,圆环顶盖(57)和圆环隔板(61)的内孔滑动密封连接有轴向压轴(62),框架(58)上部设有缸体(63),轴向压轴(62)上部外侧设有与缸体(63)内壁滑动密封配合的活塞柱(64);框架(58)顶部上下滑动设有活动架(65),活动架上设有驱动电机(66),轴向压轴(62)内沿中心线方向设有导向孔(72),导向孔(72)内同轴向设有钻杆(67),钻杆(67)外径小于导向孔(72)内径,轴向压轴(62)顶部设有与钻杆(67)外壁滑动密封配合的环形堵盖(68),钻杆(67)上端向上穿过环形堵盖(68)与驱动电机(66)传动连接,钻杆(67)下端设有模拟钻头(69),底座(56)上设有位于试验腔(60)内的样品煤块(70),样品煤块(70)侧部设有用于监测样品煤块(70)变形量的引伸计(71),轴向压轴(62)外侧设有位于导向腔(59)内并与导向腔59内壁滑动配合的导向板(73);钻杆(67)中心沿轴向方向设有上下通透的钻井液注入孔(76);轴压充液控制阀(9)通过轴向模拟注压管(74)与缸体(63)内部连通;围压充液控制阀(36)通过圆周向模拟注压管(75)与圆筒体(54)的试验腔(60)连通;钻井液循环系统(3)包括沉淀箱(77),沉淀箱(77)内设有液位传感器(78),沉淀箱(77)的出液口与钻井液注入孔(76)之间设有钻井液注入管(79),钻井液注入管(79)沿液流方向依次设有流量计(81)、钻井液水泵电机组(80)、进液阀(82)和钻井液压力计(91),沉淀箱(77)的进液口与轴向压轴(62)内的导向孔(72)之间设有浆液排出管(83),浆液排出管(83)上沿液流方向顺次设有出液阀(84)、煤粉浓度传感器(85)和煤粉粒度分离器(86);煤粉产出测控系统(4)包括计算机(87)和测控仪器(88),测控仪器(88)连接有集线器(89)、钻井液控制器(90)和煤粉浓度传感器(85),集线器(89)通过数据信号线分别与驱动电机(66)、轴压伺服控制器(8)、围压伺服控制器(32)和伺服液压油源(5)连接;钻井液控制器(90)通过控制信号线分别与钻井液水泵电机组(80)、流量计(81)和液位传感器(78)连接;轴压伺服控制器(8)通过轴压控制电缆分别与轴压增压器(7)、轴压充液控制阀(9)、轴压油泵电机组(16)、轴压蓄能器(18)、轴压伺服阀(19)、轴压压力表(21)、轴压溢流阀(22)、轴压充液油泵电机组(25)、轴压充液压力表(27)和轴压充液溢流阀(28)连接;围压伺服控制器(32)通过围压控制电缆分别与围压增压器(31)、围压充液控制阀(36)、围压油泵电机组(40)、围压蓄能器(42)、围压伺服阀(43)、围压压力表(45)、围压溢流阀(46)、围压充液油泵电机组(49)、围压充液压力表(51)和围压充液溢流阀(52)连接。
公开号  105275461A
公开日  2016-01-27
专利代理机构  郑州豫开专利代理事务所(普通合伙) 41131
代理人  朱俊峰
颁证日  
优先权  
国际申请  
国际公布  
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