一种超深井钻进模拟实验装置

摘要

本发明涉及一种超深井钻进模拟实验装置，它主要由钻进系统、高压釜系统、岩样加热与加压系统、检测系统和数据采集系统(22)、微机数据处理系统(21)组成。钻进系统由架体、动力头系统、钻井液系统、液压系统组成，高压釜系统主要由动密封装置(9)、压力容器(18)、钻杆柱(19)、钻头(23)、箍(25)、实验台(29)组成，检测系统主要由钻进参数检测系统和温度、压力检测系统组成，PLC(22)与微机数据处理系统(21)相连接。岩样放置在实验台(29)上，电阻丝对岩样进行加热，岩样夹持加压机构(24)对岩样进行加压，钻进系统对岩样进行钻进。本发明提供一种超深井高温高压条件下的模拟钻进实验装置。

主权项

一种超深井钻进模拟实验装置，它主要由钻进系统、高压釜系统、岩样加热与加压系统、检测系统和数据采集系统、微机数据处理系统(21)组成；其特征在于，所述的钻进系统由架体、动力头系统、钻井液系统、液压系统组成，所述的架体由机座(3)、导轨座(14)、立柱(4)组成，机座(3)为整个实验台的底座，立柱(4)安装在底座两侧，导轨座(14)安装在两个立柱上；所述的动力头系统由变频电机(13)、钻杆(19)、水龙头(16)、钻头(23)组成，变频电机(13)安装在导轨座(14)上，变频电机(13)的输出端接有水龙头(16)的传输端，水龙头(16)的输入端接到钻井液系统的输出接口，水龙头(16)的输出端接有钻杆(19)，钻杆(19)上装有钻进参数检测系统，钻杆的输出端接有钻头(23)；所述的钻井液系统由高压泥浆泵(15)、钻井液流量计(L1)、钻井液、钻井液收集容器(2)和管道组成，泥浆泵(27)通过管道与钻井液流量计(L1)连接，经过水龙头(16)将钻井液输入到高压釜系统内，钻井液通过钻井液出口(1)经管道流入钻井液收集容器(2)中；所述的液压系统由油箱、液压泵、液压阀和液压缸(11)组成，液压泵一端通过油管和油箱连接，另一端与液压缸相连接，液压缸通过上下两个支座(10)固定在顶板(12)上，液压系统主要分为三条支路，一条支路控制钻进系统的钻进，一条支路控制高压釜系统的打开和关闭，另外一条支路控制岩样夹持加压机构(24)对岩样的加压力；所述的高压釜系统主要由动密封装置(9)、压力容器(18)、钻杆柱(19)、钻头(23)、箍(25)、实验台(29)组成，压力容器上含有气体出口(8)、压力表(7)、观察窗、进气口(28)、钻井液出口(1)，压力容器内部为反应腔，压力容器的上下部分通过箍(24)密封式固定连接，压力容器顶部开有钻杆孔，钻杆柱(19)穿过钻杆孔，钻杆柱(19)与压力容器动密封装置(9)相连接，钻杆柱(19)的一端与钻头(23)相连接并位于反应腔内，另一端与微型钻机相连接；所述的岩样加热与加压系统主要由岩样夹持加压机构(24)、加热电阻丝和测温热电偶组成，岩样夹持加压机构(24)的作用是夹持岩样、并小范围的移动岩样，通过液压系统对岩样进行加压，岩样夹持加压机构周围有所述加热电阻丝和测温热电偶，对岩样进行加热和温控；供气与增压装置由管道与高压釜系统的进气口(28)相连，导轨座(14)通过立柱(4)与机座(3)相连接，钻进系统安装在导轨座(14)上通过液压系统在高压釜系统内实现钻进运动，岩样(6)固定在实验台上，通过加热电阻丝对岩样进行加热，通过岩样夹持加压机构(24)对岩样进行加压，数据采集系统安装在钻杆上，数据采集系统通过导线与PLC(22)和微机数据处理系统(21)相连接。