[发明专利]固井冲洗效率的评价装置和方法

权利要求书

1.一种固井冲洗效率的评价装置，其特征在于，包括：模拟井筒泥饼形成部件、模拟井筒泥饼冲洗部件、加热水箱、水泵、质量流量计和加压装置；

所述模拟井筒泥饼形成部件包括：第一支座、第一加热套筒、第一模拟井筒、井筒滤失上盖、井筒滤失下盖和岩心/钢柱；所述第一加热套筒设置在所述第一支座上，所述第一模拟井筒设置在所述第一加热套筒的内部，所述第一模拟井筒的顶端和底端分别与所述井筒滤失上盖和所述井筒滤失下盖连接；所述井筒滤失上盖上设置有进气孔；所述岩心/钢柱位于所述第一模拟井筒的内部且与所述井筒滤失下盖连接；

所述第一加热套筒用于设定所述岩心/钢柱的外表面在形成泥饼时的第一温度值；

所述加压装置与所述进气孔连接；所述加压装置用于设定所述岩心/钢柱的外表面在形成泥饼时的第一压力值；

所述模拟井筒泥饼冲洗部件包括：第二支座、第二加热套筒、第二模拟井筒、井筒冲洗上盖、井筒冲洗下盖和吸附有泥饼的所述岩心/钢柱；所述第二加热套筒设置在所述第二支座上，所述第二模拟井筒设置在所述第二加热套筒的内部，所述第二模拟井筒的顶端和底端分别与所述井筒冲洗上盖和所述井筒冲洗下盖连接；所述井筒冲洗上盖上设置有出液口，所述井筒冲洗下盖上设置有进液口；所述吸附有泥饼的岩心/钢柱位于所述第二模拟井筒的内部且与所述井筒冲洗上盖连接；

所述水泵的一端与所述质量流量计的入口连接，所述质量流量计的出口通过控制阀与所述进液口连接，所述出液口与所述加热水箱的入口连接，所述加热水箱的出口与所述水泵的另一端连接；

所述第二加热套筒用于设定所述吸附有泥饼的岩心/钢柱在冲洗时的第二温度值；所述加热水箱用于装载冲洗液；所述水泵用于将所述冲洗液从所述进液口输入至所述第二模拟井筒中；所述质量流量计用于根据剪切速率相等原理设定所述冲洗液的排量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述井筒滤失下盖包括第一盖体和夹持器，所述第一盖体的中心设置有第一丝扣孔；所述夹持器与所述第一盖体通过所述第一丝扣孔丝扣连接；

所述夹持器的顶端设置有凹槽，所述凹槽与所述夹持器的底端通过第二丝扣孔连通；

所述凹槽用于固定所述岩心/钢柱。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述井筒冲洗上盖包括第二盖体和所述夹持器；所述第二盖体的侧壁上设置有所述出液口，所述第二盖体顶端的内表面上设置有连接杆，所述连接杆与所述夹持器通过所述第二丝扣孔丝扣连接。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述出液口为三个，相邻两个出液口之间的相位角为120度。

5.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述加热水箱中设置有搅拌器。

6.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述加压装置包括氮气瓶，所述氮气瓶的出口与所述进气孔通过管线连接，所述管线上设置有气体加压阀和气体流量控制阀。

7.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述出液口与所述加热水箱的入口之间、所述加热水箱的出口与所述水泵之间、所述水泵与所述质量流量计之间均设置有控制阀。

8.根据权利要求1至4任一项所述的装置，其特征在于，所述井筒滤失上盖与所述第一模拟井筒之间、所述井筒滤失下盖与所述第一模拟井筒之间、所述井筒冲洗上盖与所述第二模拟井筒之间、所述井筒冲洗下盖与所述第二模拟井筒之间均为丝扣密封连接。

9.一种固井冲洗效率的评价方法，其特征在于，应用于权利要求1至8任一项所述的固井冲洗效率的评价装置，所述方法包括：

获取冲洗液的冲洗液性能；

根据岩心/钢柱的外径、试验井的井身数据和所述冲洗液性能，获取所述试验井在井壁/套管壁的剪切速率；

根据第二模拟井筒的内径、井壁/套管壁的剪切速率，根据剪切速率相等原理，计算获取冲洗液的预设排量；

获取岩心/钢柱的初始质量M3；

将岩心/钢柱固定在井筒滤失下盖上，放置在第一模拟井筒的内部，通过加压装置设定第一压力值，通过第一加热套筒设定第一温度值，进行第一预设时长的滤失；

滤失结束后，将吸附有泥饼的岩心/钢柱从第一模拟井筒中取出，获取吸附有泥饼的岩心/钢柱的第一质量M1；

通过模拟井筒泥饼冲洗部件、加热水箱、水泵、质量流量计和控制阀依次连接构成的封闭回路，在加热水箱中添加冲洗液，根据质量流量计调节控制阀，将冲洗液的排量设置为预设排量；

将吸附有泥饼的岩心/钢柱固定在井筒冲洗上盖上，放置在第二模拟井筒的内部，通过第二加热套筒设定第二温度值，在预设排量下进行第二预设时长的冲洗；

冲洗结束后，将岩心/钢柱从第二模拟井筒中取出，获取岩心/钢柱在冲洗后的第二质量M2；

根据公式E＝(M1-M2)/(M1-M3)计算冲洗效率E。