[实用新型]水平定向钻穿越模拟试验土箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及水平定向钻穿越技术领域，特别涉及一种水平定向钻穿越模拟试验土箱。

背景技术

水平定向钻穿越技术在中粗砂地层进行管道铺设施工时，经常会遇到扭矩过大、钻孔孔壁坍塌和管道回拖困难等技术难题，造成极大的工程风险，是目前亟待解决的水平定向钻穿越技术瓶颈之一。目前，关于中粗砂地层的孔壁稳定性的研究只停留在理论计算方面，缺乏必要试验设备及试验数据为基础的揭示影响孔壁稳定性、扩孔扭矩和铺管回拖力大小的关键因素。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种模拟水平定向钻穿越中粗砂地层并可采集试验数据的水平定向钻穿越模拟试验土箱。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种水平定向钻穿越模拟试验土箱，包括土箱、设置在土箱前端的入口管路、设置在土箱内部的前后两组第一应变片固定支架和第二应变片固定支架、分别设置在第一应变片固定支架和第二应变片固定支架上的应变片、设置在土箱横梁下的土压力盒、分别连接在应变片和土压力盒上的数据线、及设置在土箱后端出口上的泥浆封堵法兰。

进一步地，所述入口管路上设置有泥浆液位观察口。

进一步地，所述入口管路的入口设置有泥浆入口法兰，所述泥浆入口法兰上设置有泥浆出口管。

进一步地，所述土箱侧壁设置有供所述数据线通过的数据线传输口。

进一步地，所述土箱的两侧壁设置有加强筋板。

本实用新型提供的一种水平定向钻穿越模拟试验土箱，由于在土箱的前后各设置有一组第一应变片固定支架和第二应变片固定支架，且第一应变片固定支架和第二应变片固定支架上都安装有应变片，每组第一应变片固定支架和第二应变片固定支架的上部的横梁上都分别安装有土压力盒，在土箱前后两部分可以分装两种配比不同的土样，因此，可同时满足两种不同地层下的定向钻穿越试验。通过土箱内的应变片及土压力盒可以实时监控钻进过程中不同土层的压力及应变情况，了解不同砂土层的成孔机理及效果，揭示影响孔壁稳定性、扩孔扭矩和铺管回拖力大小的关键因素。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的水平定向钻穿越模拟试验土箱的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型实施例提供的一种水平定向钻穿越模拟试验土箱，包括土箱1，土箱1的前端设置有入口管路7，入口管路7上设置有泥浆液位观察口8，泥浆入口法兰5通过法兰连接螺栓6安装在入口管路7的入口上，泥浆入口法兰5上设置有供回流的泥浆流出的泥浆出口管4。土箱1的后端出口上安装有防止泥浆从土箱1后端流出的泥浆封堵法兰14。土箱1内部的前后各安置有一组第一应变片固定支架9和第二应变片固定支架10，作为本实施例的一种实施形式，第一应变片固定支架9是直径为450mm的圆环，第二应变片固定支架10是直径为550mm的圆环，试验时钻机钻头可以从这两种圆环中通过。在第一应变片固定支架9和第二应变片固定支架10上分别安装有应变片11。在土箱1的横梁13下安装有土压力盒12，在应变片11和土压力盒12上连接有数据线，数据线通过土箱1侧壁设置的数据线传输口3与数据采集及处理系统连接,可以采集钻进过程中不同土层的压力及应变情况，从而了解不同砂土层的成孔机理及效果，揭示影响孔壁稳定性、扩孔扭矩和铺管回拖力大小的关键因素。

为了增强土箱1的牢固性，在土箱1的两侧壁固定有加强筋板2。

试验时，先在土箱1前后的第一应变片固定支架9和第二应变片固定支架10的不同角度上安装应变片11，用以测量扩孔过程中土体的应变情况。然后根据需要配比两种不同的土样分别放置在土箱1的前后两部分，在横梁13上分别布置两组土压力盒12，用以测量土层的压力变化情况。工作时，试验钻机钻头从泥浆入口法兰5处进入扩孔，泥浆从泥浆入口法兰5中进入，从泥浆出口管4返回。泥浆封堵法兰14可以防止泥浆从土箱1的后端流出。当钻至土箱1后端时，打开泥浆封堵法兰14，卸下钻头。在试验过程中，应变片11和土压力盒12测量的压力及应变的数据经过数据线输入到数据采集及处理系统中，通过对数据的分析了解不同砂土层的成孔机理及效果，揭示影响孔壁稳定性、扩孔扭矩和铺管回拖力大小的关键因素。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。