[实用新型]一种模拟天然气水合物钻井气侵实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及天然气水合物钻井技术领域的一种模拟天然气水合物钻井气侵实验装置。

背景技术

天然气水合物是在低温高压条件下形成的外观像冰但晶体结构却与冰不同的笼型化合物。目前世界上的天然气水合物主要存在的地方是永久冻土层地带和深海；对于天然气水合物的开采国内外都展开过很多的研究。在天然气水合物钻井过程中，由于天然气水合物在直井段内会随着压力和温度的变化会大量分解出大量的气体，对井筒产生气侵。气侵是一个影响钻井作业的主要问题之一，尤其是在天然气水合物钻井过程中产生的大量甲烷气体给钻井作业带来很大的影响；对于天然气水合物钻井过程中的气侵问题及应该采取哪些措施有必要进行实验研究。因此，需要一种模拟天然气水合物钻井气侵实验装置来研究天然气水合物钻井过程中发生气侵的机理及对策措施。

发明内容

本实用新型目的是：提供了一种模拟天然气水合物钻井气侵实验装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型一种模拟天然气水合物钻井气侵实验装置，主要由电机、外管接头、外管、内管、钻头、气体流量计、风机、三相分离器、气体出口、封隔板、加料漏斗、砂贮罐、贮水槽、液体流量计和水泵组成。风机与气体流量计相连；贮水槽与液体流量计和水泵相连；电机与内管和钻头相连；外管模拟在真实工况下的套管，内管模拟真实工况下的钻杆；外管的管材为亚克力玻璃，内管的管材为45号碳钢。封隔板为一块钢板，与外管相接触部分焊住，另一端未焊住，用于将封隔板上部和下部分隔开来；砂贮罐内放的是砂和尼龙，两者直径都为0.004米，尼龙模拟真实工况下的天然气水合物固体。

本实用新型的优点：拆卸简单、使用方便、节约资源，能很好的模拟天然气水合物钻井过程中产生的气侵。

附图说明

图1是本实用新型一种模拟天然气水合物钻井气侵实验装置的结构示意图。

图中：1.电机，2.外管接头，3.外管，4.内管，5.钻头，6.气体流量计，7.风机，8.三相分离器，9.气体出口，10.封隔板，11.加料漏斗，12.砂贮罐，13.贮水槽，14.液体流量计，15.水泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型一种模拟天然气水合物钻井气侵实验装置，主要由电机1、外管接头2、外管3、内管4、钻头5、气体流量计6、风机7、三相分离器8、气体出口9、封隔板10、加料漏斗11、砂贮罐12、贮水槽13、液体流量计14和水泵15组成。风机7与气体流量计6相连；贮水槽13与液体流量计14和水泵15相连；电机1与内管4和钻头5相连。

如图1所示，具体的模拟过程为：首先开启电机1，使电机1带动内管4和钻头5进行转动；打开风机7使空气通过气体流量计6计量后进入外管3内部，同时打开贮水槽13使水通过液体流量计14计量后由水泵15加压的同时与砂贮罐12流出的砂和尼龙混合一起进入外管3内部。此时气体、水、砂和尼龙都进入外管3内部形成混合物，电机带动内管4进行转动来模拟天然气水合物钻井过程，通过改变风机7和水泵15的排量来模拟现场实际工况下气侵量的大小；气体、水、砂和尼龙形成的混合物固体从外管3右侧的出口端流出后进入三相分离器8进行气液固三相分离，气体从气体出口9流出，分离出的砂和尼龙流入砂贮罐12进行回收利用，分离出的水流入贮水槽13进行回收利用，即模拟过程结束。