本實(shí)用新型涉及地質(zhì)鉆進(jìn)領(lǐng)域，特別涉及一種水平井雙壁鉆桿水力循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，砂卵石地層是主要的含水層，但是砂卵石地層軟硬交錯(cuò)、膠結(jié)度差是特別難以鉆進(jìn)的地層。在砂卵石地層進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，主要問題是由于地層穩(wěn)定性差，在鉆進(jìn)過程中，沙石坍塌情況頻繁，坍塌的沙石在泥漿液的沖擊下，從鉆桿的內(nèi)管排出(這一過程簡(jiǎn)稱排沙)。然而具體多大的泥漿液流量能夠保證排沙的順利完成，同時(shí)還不會(huì)因?yàn)槟酀{液流量太大沖塌井壁，在鉆進(jìn)過程中是很難確定的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠模擬實(shí)況鉆井過程中的排沙過程從而獲取排沙和泥漿液流量對(duì)應(yīng)關(guān)系的水平井雙壁鉆桿水力循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種水平井雙壁鉆桿水力循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置，包括泥漿泵、水平管、沉淀池、巖屑箱和送料機(jī)；所述水平管包括三根同軸線的外管、中間管和內(nèi)管，所述外管套在中間管外，中間管套在內(nèi)管外，外管和中間管之間具有環(huán)空，中間管和內(nèi)管之間具有環(huán)空，所述外管和中間管之間的環(huán)空兩端密封，中間管和內(nèi)管之間的環(huán)空一端開口與雙通道水龍頭的一個(gè)出水口連通，所述雙通道水龍頭的另一出水口與沉淀池通過管道連通；所述泥漿泵的入水口與沉淀池連通，出水口分別與所述雙通道水龍頭的入水口和巖屑箱通過管道連通；所述送料機(jī)的供料口與巖屑箱連通，出料口與外管遠(yuǎn)離所述雙通道水龍頭的一端連通。

優(yōu)選地，在泥漿泵出水口連接所述雙通道水龍頭的管道上依次設(shè)置有混水閥、穩(wěn)壓器、壓力計(jì)和流量計(jì)；所述外管和中間管均為透明管；所述混水閥和泥漿泵之間設(shè)置有用于泄壓的泄壓管道。

優(yōu)選地，還包括三通接頭，所述三通接頭分別通過管道連接穩(wěn)壓器、雙通道水龍頭和巖屑箱；在巖屑箱上設(shè)置有透氣孔，用于排出巖屑箱中的空氣使巖屑順利下放。

優(yōu)選地，在三通接頭和巖屑箱連通的管道上依次設(shè)置有流量控制閥和機(jī)械式流量計(jì)。

優(yōu)選地，所述送料機(jī)為螺桿送料機(jī)，所述螺桿送料機(jī)的送料管出口與外管連通，供料倉(cāng)與巖屑箱連通。

優(yōu)選地，在所述中間管和內(nèi)管之間設(shè)置有頂絲。

優(yōu)選地，連接沉淀池和雙通道水龍頭之間的管道上設(shè)置有壓力計(jì)。

優(yōu)選地，外管和中間管之間的環(huán)空遠(yuǎn)離雙通道水龍頭的一端通過聚四氟密封圈密封，所述聚四氟密封圈與外管連接螺桿送料機(jī)的送料管的一端之間的空腔形成金屬密封倉(cāng)。

優(yōu)選地，所述中間管上設(shè)置有壓力計(jì)。

優(yōu)選地，還包括振動(dòng)篩，所述振動(dòng)篩設(shè)置在沉淀池的上部，連接泥漿泵和沉淀池的管道與沉淀池的連通孔位于振動(dòng)篩的下方。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型實(shí)施例至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本水平井雙壁鉆桿水力循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置用來探究?jī)蓪鱼@桿鉆進(jìn)水平井時(shí)巖屑運(yùn)移規(guī)律，最外管和中間管用透明材料做成，當(dāng)循環(huán)時(shí)從孔底加入巖屑，可探究泥漿壓力、排量與水平井?dāng)y巖效果的關(guān)系，同時(shí)可模擬井壁坍塌對(duì)鉆進(jìn)扭矩的影響。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型水平井雙壁鉆桿水力循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。

一種水平井雙壁鉆桿水力循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置，包括泥漿泵1、水平管、沉淀池22、巖屑箱7和送料機(jī)；水平管包括三根同軸線的外管12、中間管13和內(nèi)管14，外管12套在中間管13外，中間管13套在內(nèi)管14外，外管12和中間管13之間具有環(huán)空，中間管13和內(nèi)管14之間具有環(huán)空，外管12和中間管13之間的環(huán)空兩端密封，中間管13和內(nèi)管14之間的環(huán)空一端開口與雙通道水龍頭11的一個(gè)出水口連通，雙通道水龍頭11的另一出水口與沉淀池22通過管道連通；泥漿泵1的入水口與沉淀池22連通，出水口分別與雙通道水龍頭11的入水口和巖屑箱7通過管道連通；送料機(jī)的供料口與巖屑箱7連通，出料口與外管12遠(yuǎn)離雙通道水龍頭11的一端連通。

在泥漿泵1出水口連接雙通道水龍頭11的管道上依次設(shè)置有混水閥2、穩(wěn)壓器3、壓力計(jì)9和流量計(jì)10；外管12和中間管13均為透明管；所述混水閥2和泥漿泵1之間設(shè)置有用于泄壓的泄壓管道23。

為了連接方便，本水平井雙壁鉆桿水力循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置還包括一個(gè)三通接頭4，三通接頭4分別通過管道連接穩(wěn)壓器3、雙通道水龍頭11和巖屑箱7；在巖屑箱上設(shè)置有透氣孔8。

在三通接頭4和巖屑箱7連通的管道上依次設(shè)置有流量控制閥5和機(jī)械式流量計(jì)6。

送料機(jī)為螺桿送料機(jī)19，螺桿送料機(jī)19的送料管出口與外管12連通，供料倉(cāng)與巖屑箱7連通。

在中間管13和內(nèi)管14之間設(shè)置有頂絲16，可以使中間管13和內(nèi)管14同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

連接沉淀池22和雙通道水龍頭11之間的管道上設(shè)置有壓力計(jì)20，該壓力計(jì)20用于測(cè)量沙石混合物從內(nèi)管14排出時(shí)的壓力。

外管12和中間管13之間的環(huán)空遠(yuǎn)離雙通道水龍頭11的一端通過聚四氟密封圈17密封，聚四氟密封圈17與外管12連接螺桿送料機(jī)19的送料管的一端之間的空腔形成金屬密封倉(cāng)18，用于模擬井底，在此密封倉(cāng)內(nèi)將螺旋送料機(jī)送進(jìn)的砂和從泥漿泵送如的水混合。

中間管13上設(shè)置有壓力計(jì)15，用于測(cè)量中間管13在鉆進(jìn)過程中受到的壓力。

為了避免泥漿泵1吸入大顆粒物或石塊等造成泥漿泵1損壞，在沉淀池22的上部設(shè)置了振動(dòng)篩21，連接泥漿泵1和沉淀池22的管道與沉淀池22的連通孔位于振動(dòng)篩21的下方。通過內(nèi)管14過來的沙石混合物經(jīng)振動(dòng)篩21篩選之后，將大顆粒物和石塊隔離在振動(dòng)篩21上，液體從振動(dòng)篩21穿過流入沉淀池22內(nèi)。

本水平井雙壁鉆桿水力循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置循環(huán)時(shí)泥漿由泥漿泵1從沉淀池22經(jīng)混水閥2、穩(wěn)壓器3、三通4和雙通道水龍頭11泵入水平管的中間管13和內(nèi)管14的環(huán)空中，最后泥漿從內(nèi)管14的中心孔排出經(jīng)振動(dòng)篩21除去大顆粒巖屑后流入沉淀池22完成循環(huán)。外管12、中間管13和內(nèi)管14分別模擬井壁、外鉆桿和內(nèi)鉆桿，外管12固定在支座上，中間管13和內(nèi)管14可同時(shí)旋轉(zhuǎn)。外管12和中間管13采用透明有機(jī)玻璃管，方便觀察巖屑運(yùn)移。實(shí)驗(yàn)時(shí)巖屑由螺桿送料機(jī)19加入，同時(shí)從三通接頭4處分流少量泥漿到巖屑箱7中以輔助送料。在泥漿進(jìn)入水平管之前設(shè)置有壓力計(jì)9和流量計(jì)10以測(cè)得入口壓力和流量。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。