一種固井綜合實(shí)訓(xùn)室及模擬固井作業(yè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固井綜合實(shí)訓(xùn)室及模擬固井作業(yè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]固井是一項(xiàng)涉及多學(xué)科、多工種、多部門，工序繁、隱蔽性強(qiáng)、風(fēng)險(xiǎn)高的作業(yè)。是學(xué)生的專業(yè)必修課之一，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠掌握在整個(gè)鉆井過(guò)程中所采取的各個(gè)工藝環(huán)節(jié)和技術(shù)措施；能初步了解固井這一系統(tǒng)工程，學(xué)會(huì)分析解決固井施工中所遇到的問(wèn)題和解決方法。鉆井、固井都是野外作業(yè)，讓學(xué)生去現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)不太現(xiàn)實(shí)，在學(xué)校建設(shè)一套這樣的裝置設(shè)備投資大，占地面積大，在資金和場(chǎng)地上都有難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種固井綜合實(shí)訓(xùn)室，相對(duì)于野外固井裝置的大型化特點(diǎn)、野外化特點(diǎn)、不可見(jiàn)特點(diǎn)、不可重復(fù)特點(diǎn)，我們建設(shè)的實(shí)訓(xùn)室具備小型化特點(diǎn)，可以建在教學(xué)樓內(nèi)，學(xué)生在學(xué)校即能完成實(shí)訓(xùn)培訓(xùn)，界面要可視化，讓學(xué)生直觀地了解井筒結(jié)構(gòu)和固井的全過(guò)程。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種固井綜合實(shí)訓(xùn)室，包括
[0006]鉆井液配置裝置，包括第一反應(yīng)釜、第一輸送裝置和設(shè)于第一輸送裝置上的齒輪泵，通過(guò)第一輸送裝置將第一反應(yīng)釜中的鉆井液輸送到井筒裝置中；
[0007]隔離液配置裝置，包括第二反應(yīng)釜、第二輸送裝置和設(shè)于第二輸送裝置上的齒輪泵，通過(guò)第二輸送裝置將第二反應(yīng)釜中的隔離液輸送到井筒裝置中；
[0008]水泥漿配置裝置，包括第三反應(yīng)釜、第三輸送裝置和設(shè)于第三輸送裝置上的齒輪泵，所述的第三輸送裝置上還設(shè)有壓縮氣體吹掃裝置，通過(guò)第三輸送裝置將第三反應(yīng)釜中的水泥漿輸送到井筒裝置中，所述的第三反應(yīng)釜帶有內(nèi)加熱裝置、溫度傳感器及攪拌裝置，所述的水泥漿具有低溫固態(tài)凝固高溫液態(tài)流動(dòng)的特點(diǎn)；
[0009]井筒裝置，包括由內(nèi)到外套設(shè)的中心支柱、套管、井壁，其中，所述的中心支柱為設(shè)有入口和出口的空心管狀，通過(guò)向中心支柱通入加熱液/冷卻液對(duì)套管進(jìn)行加熱/冷卻；所述的井壁及套管由透明材質(zhì)制成，套管上端設(shè)有物料加入口，套管下端與井壁連通，井壁上端設(shè)有物料排出口；
[0010]控制裝置，模擬采集鉆井液配置裝置、隔離液配置裝置、水泥漿配置裝置及井筒裝置的信息，分析處理采集的信息并模擬固井過(guò)程并實(shí)時(shí)顯示模擬狀態(tài)數(shù)據(jù)信息。
[0011]作為本發(fā)明所述的固井綜合實(shí)訓(xùn)室的一種優(yōu)選方案，所述的第一輸送裝置、第二輸送裝置、第三輸送裝置的末端通過(guò)同一連接管與物料加入口連通，三個(gè)輸送裝置上均設(shè)有控制閥，通過(guò)控制閥的開(kāi)啟及關(guān)閉狀態(tài)控制加入井筒裝置的物質(zhì)種類。
[0012]作為本發(fā)明所述的固井綜合實(shí)訓(xùn)室的一種優(yōu)選方案，所述的第一輸送裝置、第二輸送裝置及第三輸送裝置上均設(shè)有壓力傳感器和流量傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并顯示輸送裝置內(nèi)的壓力及流量數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)顯示并儲(chǔ)存在控制裝置內(nèi)，便于分析及學(xué)習(xí)固井過(guò)程的各項(xiàng)參數(shù)信息。
[0013]作為本發(fā)明所述的固井綜合實(shí)訓(xùn)室的一種優(yōu)選方案，所述的水泥漿需滿足無(wú)毒無(wú)害，適合教學(xué)環(huán)境，在常溫下為固體，且熔點(diǎn)低，溫度稍高即成為液體，具備流動(dòng)性，可以采用齒輪泵進(jìn)行輸送，具有可逆狀態(tài)變化，可多次使用。優(yōu)選的水泥漿為石蠟，滿足所需條件且價(jià)格低廉、易于取得。
[0014]作為本發(fā)明所述的固井綜合實(shí)訓(xùn)室的一種優(yōu)選方案，所述的第三輸送裝置上還設(shè)有保溫裝置，確保水泥漿在輸送過(guò)程中保持一定的溫度，不會(huì)由于溫度的降低而使得水泥漿變成固體，優(yōu)選的保溫裝置為電伴熱帶。
[0015]作為本發(fā)明所述的固井綜合實(shí)訓(xùn)室的一種優(yōu)選方案，所述的井筒裝置下端設(shè)有排凈閥，方便實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將將水泥漿排凈，也能在對(duì)井筒裝置進(jìn)行清洗保養(yǎng)時(shí)將清洗液排凈。
[0016]本發(fā)明還公開(kāi)了一種模擬固井作業(yè)方法，包括以下步驟:
[0017]a、啟動(dòng)第一反應(yīng)釜，通過(guò)第一輸送裝置將配置好的鉆井液輸送到套管中；
[0018]b、關(guān)閉第一反應(yīng)釜，啟動(dòng)第二反應(yīng)釜，通過(guò)第二輸送裝置將配置好的隔離液輸送到套管中，并將套管中的鉆井液壓入套管和井壁的間隔空間，最后排出；
[0019]C、關(guān)閉第二反應(yīng)釜，啟動(dòng)第三反應(yīng)釜，將配置好的液態(tài)水泥漿輸送到井筒裝置中，并將隔離液排出；
[0020]d、當(dāng)水泥漿的加入量達(dá)到一定程度后，關(guān)閉第三反應(yīng)釜，開(kāi)啟壓縮氣體吹掃裝置，將水泥漿壓入套管與井壁的間隔空間；
[0021]e、向中心支柱內(nèi)充入冷卻液，使水泥漿迅速冷卻凝固，模擬固井的固化過(guò)程；
[0022]f、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后向中心支柱內(nèi)充入加熱液，使水泥漿溫度升高變成液體，通過(guò)壓縮氣體將液態(tài)水泥漿全部排出。
[0023]優(yōu)選的上述步驟b中排出的鉆井液重新壓入第一反應(yīng)釜中循環(huán)利用，步驟c中液態(tài)水泥漿的配置過(guò)程是首先通過(guò)第三反應(yīng)釜的內(nèi)加熱裝置對(duì)固態(tài)水泥漿進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱到一定程度后開(kāi)啟攪拌，使第三反應(yīng)釜中的水泥漿為溫度均勻的液態(tài)。
[0024]有益效果:
[0025]本發(fā)明所述的固井綜合實(shí)訓(xùn)室是一個(gè)直觀、真實(shí)且能夠滿足學(xué)生完成固井作業(yè)基本操作的綜合實(shí)訓(xùn)室，該實(shí)訓(xùn)室具備小型化特點(diǎn)，可以建在教學(xué)樓內(nèi)，學(xué)生在學(xué)校即能完成實(shí)訓(xùn)培訓(xùn)，界面要可視化，讓學(xué)生直觀地了解井筒結(jié)構(gòu)和固井的全過(guò)程。使用具有可逆性質(zhì)的水泥漿，裝置能夠反復(fù)使用，成為永久性教學(xué)用具。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是實(shí)施例所述的固井綜合實(shí)訓(xùn)室俯視圖。
[0027]圖2是圖1中鉆井液配置裝置及其與固井裝置連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3是圖1中隔離液配置裝置及其與固井裝置連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4是圖1中水泥漿配置裝置及其與固井裝置連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖5是所述的固井裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]其中:1、鉆井液配置裝置11、第一反應(yīng)釜12、第一輸送裝置13、23、33、齒輪泵14、24、34、壓力傳感器15、25、35、流量傳感器2、隔離液配置裝置21、第二反應(yīng)釜22、第二輸送裝置3、水泥漿配置裝置31、第三反應(yīng)釜32、第三輸送裝置36、壓縮氣體吹掃裝置37、溫度傳感器4、井筒裝置41、中心支柱42、套管43、井壁44、物料加入口 45、物料排出口 46、排凈口
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0033]實(shí)施例1
[0034]如圖1所示，一種固井綜合實(shí)訓(xùn)室，包括鉆井液配置裝置1、隔離液配置裝置2、水泥漿配置裝置3、井筒裝置4和控制裝置5。圖2所示，其中，鉆井液配置裝置包括第一反應(yīng)爸11、第一輸送裝置12和設(shè)于輸送裝置上的齒輪泵13,第一反應(yīng)爸11下端與第一輸送裝置連通，在第一輸送裝置12上還設(shè)有壓力傳感器14和流量傳感器15，第一輸送裝置12另一端與套筒裝置的物料加入口連接，物料加入口與套管42連通，第一反應(yīng)釜上端還有加料口，通過(guò)管道將加料口與井筒裝置的物料排出口連通，經(jīng)物料排出口排出的鉆井液回收入第一反應(yīng)釜中循環(huán)利用。
[0035]如圖3所示，隔離液配置裝置2包括第二反應(yīng)釜21、第二輸送裝置22和設(shè)于第二輸送裝置上的齒輪泵23，隔離液配置裝置2的結(jié)構(gòu)及