| 主权项 |
一种天然气水合物钻探取样模拟井实验装置，其特征在于：是由地表操作系统、钻井液循环系统、压力控制及监测系统和温度控制及检测系统组成，地表操作系统是由钻塔（1）、卷扬机（2）、水龙头（3）、钻杆（4）、孔口密封装置（5）、天然气水合物取样器（6）和试验孔（7）组成，卷扬机（2）安装在钻塔（1）上部，天然气水合物取样器（6）置于试验孔（7）的钻杆（4）内部；在实验开始时通过卷扬机（2）带动钻杆（4）将天然气水合物取样器（6）下放至试验孔（7）内，然后开始试验；在实验结束时再将天然气水合物取样器（6）从试验孔（7）内提出；孔口密封装置（5）安装在试验孔（7）的上部使试验孔内部是密封的；试验孔（7）最外层为直径400mm的PVC管（10），内层为直径273mm的钢管（8），钢管（8）底部密封，PVC管（10）与钢管（8）之间为乙二醇腔（9），乙二醇腔（9）内充满乙二醇溶液；钻井液循环系统包括有水龙头（3）、钻杆（4）、孔口密封装置（5）、泥浆池（12）、泥浆泵（13）和高压胶管（14）；泥浆泵（13）与高压胶管（14）通过螺纹连接，高压胶管（14）与水龙头（3）连接，水龙头（3）通过螺纹与钻杆（4）连接；孔口密封装置（5）位于试验孔（7）的孔口通过高压胶管（14）与压力控制阀（11）连接，压力控制阀（11）通过高压胶管（14）与泥浆池（12）相连；泥浆泵（13）将泥浆从泥浆池（12）内抽出，经过高压胶管（14）将泥浆送至水龙头；泥浆从水笼头（3）经过钻杆（4）进入试验孔（7）内，泥浆经天然气水合物取样器（6）与钻杆（4）之间的间隙流出，并由钻杆（4）与273mm钢管（8）之间的间隙向上流动通过井口密封装置（5）流出试验孔（7）；泥浆流出试验孔（7）通过压力控制阀（11）流入泥浆池中，形成钻井液循环；压力控制及监测系统是由孔口密封装置（5）、压力控制阀（11）、泥浆泵（13）、高压胶管（14）和压力检测装置（15）组成，泥浆泵（13）通过高压胶管（14）将泥浆输送至试验孔（7）内，通过调节泥浆泵（13）的压力和流量可以控制泥浆进入试验孔（7）时的初始压力；孔口密封装置（5）位于试验孔（7）的孔口位置，通过机械密封的方式实现对试验孔（7）和钻杆（4）的密封，确保整个试验孔（7）系统是封闭的；孔口密封装置（5）通过高压胶管（14）与压力控制阀（11）连接，通过调节压力控制阀（11）可以控制泥浆流出试验孔（7）时的出口压力；泥浆泵（13）、压力控制阀（11）和孔口密封装置（5）共同实现对孔内压力的控制；压力检测装置（15）安装在压力控制系统中，能够实时反映试验孔（7）系统的进出口压力，通过监测试验孔（7）系统的压力可随时对实验过程中的压力进行调整，确保孔内压力维持在实验要求的范围内；温度控制及监测系统包括乙二醇腔（9）、水箱（16）、水泵（17）、温度监测系统（18）和温度控制装置（19）组成；其中水箱（16）与试验孔（7）上部通过胶管（20）连接，水箱（16）与水泵（17）连接，水泵（17）将乙二醇溶液从乙二醇腔（9）内抽出，乙二醇溶液进入到水箱（16）内；水泵（17）与温度控制装置（19）相连接，水泵（17）将乙二醇自水箱（16）内抽出进入到温度控制装置（19）中，温度控制装置（19）可按照实际要求对乙二醇溶液进行加热或冷却，使乙二醇达到实验要求的温度；通过水泵（17）将达到要求温度的乙二醇溶液泵送至试验孔（7）的底部，使乙二醇溶液在273钢管和PVC管之间的乙二醇腔（9）内形成循环，通过乙二醇溶液循环与273钢管之间进行对流换热和控制冲洗液的温度实现对试验孔（7）内温度控制；温度监测系统（18）可对钻井液进口温度监测点（a）、钻井液出口温度监测点（b），乙二醇进口温度监测点（c）、乙二醇出口温度监测点（d）和取样过程中各关键点的取样过程温度监测点（e）参数进行监测。 |
