[发明专利]一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种定向井钻井液携岩效率评价实验装置，其特征在于：包括供液系统、模拟井筒及模拟钻杆、提升装置、岩屑添加装置、控制系统和数据采集处理系统；

供液系统包括供液泵、储液罐、固液分离器、流量计、加热器和连接管路，其中加热器包括设置在储液罐内的加热棒、若干个温度传感器和温控器；

模拟井筒为全尺寸的模拟井筒，包括若干节模拟井筒依次连接组成；

模拟钻杆为全尺寸的模拟钻杆，模拟钻杆沿轴向设有液体流入通道，该模拟钻杆通过支架固定插装在模拟井筒内，模拟钻杆的外壁与模拟井筒的内壁形成液体流出通道；

提升装置包括设置在模拟井筒上、下的支架，与下支架配合滑动的地面导轨，以及与上支架配合的提升机；

岩屑添加装置包括加砂桶和螺杆泵、三通阀，三通阀一路接入供液泵输出管道，一路接入加砂桶顶部，一路直接接入模拟井筒底部，同时加砂桶底部通过螺杆泵接入模拟井筒底部；

控制系统包括，与供液泵连接并调整供液泵转速，与加热器连接并调整供液温度，以及与螺杆泵连接并控制螺杆泵启闭；

数据采集处理系统包括设置在模拟井筒内壁上的若干温度和压力传感器，以及与温度和压力传感器、流量计连接的中央控制器和数据采集处理软件。

2.如权利要求1 所述的定向井钻井液携岩效率评价实验装置，其特征在于：所述固液分离器的出液口处设有220目筛网。

3.如权利要求1或2所述的定向井钻井液携岩效率评价实验装置，其特征在于：模拟井筒为钢化玻璃制成，在井筒侧面有若干刻度尺，精确度为1毫米，同时模拟井筒的底部有若干个取样口。

4.如权利要求3所述的定向井钻井液携岩效率评价实验装置，其特征在于：模拟井筒的上下断面有环形凹槽，两个凹槽之间有O型圈密封，每个井筒的靠下端面处有法兰，整个模拟井筒上的法兰通过长螺栓连接。

5.按照前述任一权利要求所述的定向井钻井液携岩效率评价实验装置的试验方法，其特征在于：

钻井液流动实验，利用加热器将配制好的钻井液升温至所需温度，启动供液泵，通过控制系统调节供液泵转速，钻井液经模拟钻杆上的轴向流入通道下行至井底，并由模拟钻杆外壁与模拟井壁内壁之间的空隙返回，建立循环；实验开始后，数据采集处理系统自动记录钻井液流量和流经模拟井筒不同位置时的温度和压力，实现压力损耗实验；

携岩效率测试实验，试验开始前，称取一定重量的岩屑m₀，将其加入岩屑添加装置，并通过钻井液循环带出模拟井筒，经固液分离器实现固液分离，完成模拟携岩过程；试验过程中记录岩屑床的厚度，通过取样口取样进行粒度分析，通过井筒底部接口冲洗岩屑床，岩屑搜集干燥称重m₁，从固液分离器中收集模拟岩屑并称重m₂，根据下面公式计算携岩效率S

S=( m_0- m₁)/ m₀×100%。

6.按照前述权利要求5所述的定向井钻井液携岩效率评价实验装置的试验方法，其特征在于：实验过程中调节提升装置，改变模拟井筒的角度，进行不同角度的钻井液流动实验和携岩效率测试实验。