罐對承壓能無要求，采用金屬材料，頂部為封閉式。在儲液罐的底部有兩個(gè)外接口，一個(gè)用于鉆井液的注入，一個(gè)用于鉆井液回收，都采用與管道相同的螺紋連接，尺寸與管道尺寸相配合，達(dá)到無縫連接。
[0016]本發(fā)明的加重鉆井液循環(huán)系統(tǒng)包括加重鉆井液儲存罐13、加重鉆井液計(jì)量泵12、加重鉆井液流量計(jì)11、加重鉆井液循環(huán)管路壓力計(jì)10、加重鉆井液染色裝置14。管線依次連接加重鉆井液染色裝置14、閥門、加重鉆井液儲存罐13、閥門、加重鉆井液計(jì)量泵12、加重鉆井液流量計(jì)11、加重鉆井液循環(huán)管路壓力計(jì)10、閥門、四通、井筒模擬系統(tǒng)。承載加重鉆井液的儲液罐對承壓能無要求，采用金屬材料，頂部為封閉式。在儲液罐的底部有兩個(gè)外接口，一個(gè)用于鉆井液的注入，一個(gè)留作他用，都采用與管道相同的螺紋連接，尺寸與管道尺寸相配合，達(dá)到無縫連接。
[0017]本發(fā)明的氣液混合循環(huán)系統(tǒng)包括地層液相流體儲存罐21、地層液相流體計(jì)量泵28、地層液相流體流量計(jì)20、地層液相流體管路壓力計(jì)19、帶有儲存罐的氣體壓縮機(jī)17、氣液兩相混合器18、氣體流量計(jì)16、氣體管路壓力計(jì)15、返回管路壓力計(jì)24、氣液分離器25、地層液相流體染色裝置22，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括控制機(jī)柜27、計(jì)算機(jī)26。管線依次連接鉆井液染色裝置22、閥門、鉆井液儲存罐21、鉆井液計(jì)量泵28、鉆井液流量計(jì)20、鉆井液管路壓力計(jì)19、氣液兩相混合器18 ;管線依次連接閥門、帶有儲存罐的氣體壓縮機(jī)17、氣體流量計(jì)16、氣體管路壓力計(jì)15、氣液兩相混合器18 ;氣液兩相混合器18與有機(jī)玻璃外管2底部連接；有機(jī)玻璃外管2與內(nèi)管I之間的環(huán)空、返回管路壓力計(jì)24、閥門、氣液分離器25通過管路連接；氣液分離器25將氣、液分離后，液相返回鉆井液儲存罐8，氣相直接排放到大氣中。承載地層液相流體的儲液罐采用普通金屬材質(zhì)，頂部為封閉式。在儲液罐的底部有兩個(gè)外接口，一個(gè)用于地層液相流體的注入，一個(gè)留作他用，都采用與管道相同的螺紋連接，尺寸與管道尺寸相配合，達(dá)到無縫連接。氣體壓縮機(jī)采用直葉羅茨壓縮機(jī)，其主要作用為:1、提供氣侵時(shí)氣體的來源；2、提供給油水侵入時(shí)的壓力供應(yīng)，起到氣體傳動的作用。
[0018]本發(fā)明中四通38與井筒模擬系統(tǒng)的連接，一是管線、閥門、內(nèi)旋轉(zhuǎn)電機(jī)3、有機(jī)玻璃內(nèi)管1，模擬鉆井液正循環(huán)；一是管線、閥門、有機(jī)玻璃內(nèi)管I與外管2之間的環(huán)空，模擬鉆井液反循環(huán)；四通與鉆井液循環(huán)管路系統(tǒng)連接；四通與加重鉆井液循環(huán)管路連接。
[0019]本發(fā)明中的氣液混合循環(huán)系統(tǒng)中用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中控制機(jī)柜27分別與鉆井液流量計(jì)6、鉆井液循環(huán)管路壓力計(jì)5、加重鉆井液流量計(jì)11、加重鉆井液循環(huán)管路壓力計(jì)10、鉆井液流量計(jì)20、鉆井液管路壓力計(jì)19、氣體流量計(jì)16、氣體管路壓力計(jì)15、返回管路壓力計(jì)24連接、計(jì)算機(jī)26連接，控制機(jī)柜能夠控制壓力計(jì)、流量計(jì)的大小，收集壓力、流量數(shù)據(jù)，并能夠?qū)崟r(shí)顯示。
[0020]本發(fā)明裝置采用新型直動型壓力控制閥門23，主要作用為:1、作為安全閥防止液壓系統(tǒng)過載；2、作為溢流閥使液壓系統(tǒng)中壓力保持恒定；3、作制動閥，對執(zhí)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行緩沖、制動；4、作加載閥和背壓閥。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鉆井井控模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:包括井筒模擬系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、加重鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、氣液混合循環(huán)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)五部分，其中井筒模擬系統(tǒng)包括模擬鉆柱的有機(jī)玻璃內(nèi)管(I )、模擬套管的有機(jī)玻璃外管(2 )、內(nèi)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(3 )、單流閥(4)，有機(jī)玻璃內(nèi)管(I)的外側(cè)設(shè)有有機(jī)玻璃外管(2 )，在有機(jī)玻璃內(nèi)管(I)的頂部設(shè)有提供鉆柱旋轉(zhuǎn)動力的內(nèi)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(3)和單流閥(4)，底部通過閥門(35)連接到氣液兩相混合器(18)； 所述的鉆井液循環(huán)系統(tǒng)包括鉆井液循環(huán)管路壓力計(jì)(5)、鉆井液流量計(jì)(6)、鉆井液計(jì)量泵(7 )、鉆井液儲存罐(8 )，鉆井液儲存罐(8 )通過鉆井液計(jì)量泵(7 )、鉆井液流量計(jì)(6 )和鉆井液循環(huán)管路壓力計(jì)(5)連接到有機(jī)玻璃內(nèi)管(I)的上部，所述的井筒模擬系統(tǒng)通過管道連接氣液分離器(25 )，鉆井液返回到鉆井液儲存罐(8 )，形成鉆井液循環(huán)； 所述的加重鉆井液循環(huán)系統(tǒng)包括加重鉆井液循環(huán)管路壓力計(jì)(10)、加重鉆井液流量計(jì)(11)、加重鉆井液計(jì)量泵(12)、加重鉆井液儲存罐(13)，加重鉆井液儲存罐(13)依次通過加重鉆井液計(jì)量泵(12)、加重鉆井液流量計(jì)(11 )、加重鉆井液循環(huán)管路壓力計(jì)(10)連接到有機(jī)玻璃內(nèi)管(I)的上部； 所述的氣液混合循環(huán)系統(tǒng)包括氣體管路壓力計(jì)(15)、氣體流量計(jì)(16)、帶有儲存罐的氣體壓縮機(jī)(17)、氣液兩相混合器(18)、地層液相流體管路壓力計(jì)(19)、地層液相流體流量計(jì)(20)、地層液相流體儲存罐(21)和氣液分離器(25)，帶有儲存罐的氣體壓縮機(jī)(17)依次通過氣體流量計(jì)(16)、氣體管路壓力計(jì)(15)連接到氣液兩相混合器(18);所述的地層液相流體儲存罐(21)依次通過地層液相流體流量計(jì)(20)、地層液相流體管路壓力計(jì)(19)連接到氣液兩相混合器(18)， 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)(26)、控制機(jī)柜(27)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井井控模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述的有機(jī)玻璃內(nèi)管(I)上部與單流閥(4)、內(nèi)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(3)連接，可以模擬鉆柱旋轉(zhuǎn)；有機(jī)玻璃內(nèi)管(I)和有機(jī)玻璃外管(2)組成的井筒的上部和下部均采用金屬外殼材料對其進(jìn)行密封，在上部設(shè)有三個(gè)外部接口，同時(shí)還設(shè)有螺紋連接方式以便連接井口注入設(shè)備；井筒的下部需要有兩個(gè)接口用于連接地層液相流體進(jìn)入通道和井漏通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井井控模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中控制機(jī)柜(27)分別與鉆井液流量計(jì)(6)、鉆井液循環(huán)管路壓力計(jì)(5)、加重鉆井液流量計(jì)(11)、加重鉆井液循環(huán)管路壓力計(jì)(10)、鉆井液流量計(jì)(20)、鉆井液管路壓力計(jì)(19)、氣體流量計(jì)(16)、氣體管路壓力計(jì)(15)連接，并且與計(jì)算機(jī)(26)連接，計(jì)算機(jī)(26)能夠控制壓力計(jì)、流量計(jì)的大小，收集壓力、流量數(shù)據(jù)，并能夠?qū)崟r(shí)顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井井控模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述的鉆井液循環(huán)管路壓力計(jì)(5)的一側(cè)設(shè)有直動型壓力控制閥門(23)，作為安全閥防止液壓系統(tǒng)過載，或者作為溢流閥使液壓系統(tǒng)中壓力保持恒定；或者作制動閥，對執(zhí)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行緩沖、制動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井井控模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述的鉆井液儲存罐(8)的一側(cè)設(shè)有鉆井液染色裝置(9)，所述的加重鉆井液儲存罐(13)的一側(cè)設(shè)有加重鉆井液染色裝置(14)，所述的地層液相流體儲存罐(21)的一側(cè)設(shè)有地層液相流體染色裝置(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井井控模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述的有機(jī)玻璃內(nèi)管(I)上部的通過返回管路壓力計(jì)(24)、第二壓力控制閥(30)和直動型壓力控制閥門(23)連接到鉆井液儲存罐(8)的輸送管道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井井控模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述的加重鉆井液循環(huán)管路壓力計(jì)(10)與內(nèi)旋轉(zhuǎn)電機(jī)(3)之間設(shè)有立壓表(37)、第一壓力控制閥(29)和第三壓力控制閥(31)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井井控模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是:所述的有機(jī)玻璃內(nèi)管(I)底部通過井底壓力表(36 )和閥門(35 )連接到氣液兩相混合器(18 )。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鉆井井控模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。技術(shù)方案是：包括井筒模擬系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、加重鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、氣液混合循環(huán)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)五部分，井筒模擬系統(tǒng)包括模擬鉆柱的有機(jī)玻璃內(nèi)管和模擬套管的有機(jī)玻璃外管，鉆井液循環(huán)系統(tǒng)包括鉆井液儲存罐，加重鉆井液循環(huán)系統(tǒng)包括加重鉆井液儲存罐，氣液混合循環(huán)系統(tǒng)包括地層液相流體儲存罐、氣體壓縮機(jī)、氣液兩相混合器，有益效果是：本發(fā)明設(shè)備簡單，易組裝，加深學(xué)生對鉆井井控理論知識的理解和掌握，還可以進(jìn)行與鉆井井控現(xiàn)場相似的模擬操作，使學(xué)生身臨其境，提升他們的鉆井井控工藝的基本技能，達(dá)到工程實(shí)踐的目的，避免了因現(xiàn)場操作帶來的危險(xiǎn)等不安定因素。
【IPC分類】G09B25-02
【公開號】CN104821129
【申請?zhí)枴緾N201510192690
【發(fā)明人】尹邦堂, 劉剛, 史玉才, 劉闖, 李伯堯, 夏向陽
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月22日