[发明专利]一种基于压力差判别岩屑床平均厚度的模拟实验方法

权利要求书

1.一种基于压力差判别岩屑床平均厚度的模拟实验方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：设置模拟井筒，并在模拟井筒内设置模拟钻柱，在模拟井筒上设置至少两个压力计；

步骤二：向模拟井筒内注入钻井液，控制模拟钻柱旋转，再向模拟井筒内注入岩屑，待注入钻井液的排量和模拟钻柱的转速均稳定后，分别获取注入钻井液的排量和各压力计检测得到的压力值，并根据获取的压力值得出相邻两个压力计之间的压力差；

步骤三：根据步骤二的结果，结合相邻两个压力计之间的距离、模拟井筒的内径和模拟钻柱的外径计算得出相邻两个压力计之间钻井液的平均流速；

步骤四：根据步骤三的结果和注入钻井液的排量计算得出相邻两个压力计之间环空的平均截面积；

步骤五：根据步骤四的结果，结合模拟井筒的内径和模拟钻柱的外径计算得出相邻两个压力计之间岩屑床占模拟井筒的平均比例；

步骤六：根据步骤五的结果计算得出相邻两个压力计之间岩屑床的平均厚度。

2.根据权利要求1所述的一种基于压力差判别岩屑床平均厚度的模拟实验方法，其特征在于：所述步骤二中，设相邻两个压力计检测得到的压力值分别为P1和P2，相邻两个压力计之间的压力差为ΔP,则：

ΔP＝|P2-P1|。

3.根据权利要求2所述的一种基于压力差判别岩屑床平均厚度的模拟实验方法，其特征在于：所述步骤三的计算方法为：设相邻两个压力计之间的距离的ΔL，相邻两个压力计之间钻井液的平均流速为υ，模拟井筒的内径为Dj，模拟钻柱的外径为D，则：

其中，g表示重力加速度，λ＝0.015～0.024，λ的取值与雷诺数Re相关联，当Re较小时，λ取0.015，当Re较大时，λ取0.024，根据经验，在环空钻井液流动速度较低，主要为层流，所以Re值一般较小，λ通常取0.015。

4.根据权利要求3所述的一种基于压力差判别岩屑床平均厚度的模拟实验方法，其特征在于：所述步骤四的计算方法为：设注入钻井液的排量为Q，相邻两个压力计之间环空的平均截面积为A，则：

5.根据权利要求4所述的一种基于压力差判别岩屑床平均厚度的模拟实验方法，其特征在于：所述步骤五的计算方法为：设相邻两个压力计之间岩屑床占模拟井筒的平均比例为ψ，则：

6.根据权利要求5所述的一种基于压力差判别岩屑床平均厚度的模拟实验方法，其特征在于：所述步骤六的计算方法为：设相邻两个压力计之间岩屑床的平均厚度为h，则：

h＝ψDj。

7.根据权利要求1所述的一种基于压力差判别岩屑床平均厚度的模拟实验方法，其特征在于：所述压力计的数量为3-7个。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种基于压力差判别岩屑床平均厚度的模拟实验方法，其特征在于：所述模拟钻柱由钻柱旋转设备和电机配合驱动；钻井液由渣浆泵从钻井液罐中抽取后经模拟井筒的进料端注入，岩屑由岩屑注入机构经模拟井筒的进料端注入；注入钻井液的排量为渣浆泵的排量，通过设置在渣浆泵与模拟井筒之间的流量计检测得到；流量计检测得到的排量和压力计检测得到的压力值均发送给服务器，由服务根据计算相邻两个压力计之间钻井液的平均流速、相邻两个压力计之间环空的平均截面积、相邻两个压力计之间岩屑床占模拟井筒的平均比例和相邻两个压力计之间岩屑床的平均厚度。

9.根据权利要求8所述的一种基于压力差判别岩屑床平均厚度的模拟实验方法，其特征在于：所述模拟井筒的出料端设置有与钻井液罐相连的回收组件，所述回收组件用于回收钻井液及岩屑。

10.根据权利要求9所述的一种基于压力差判别岩屑床平均厚度的模拟实验方法，其特征在于：所述回收组件包括过滤网、带第一阀门的钻井液回流管和带第二阀门的岩屑回收管，过滤网固定在钻井液罐上部，钻井液回流管的一端和岩屑回收管的一端均连接在模拟井筒的出料端，钻井液回流管的另一端和岩屑回收管的另一端均设置在过滤网内。