一种高压喷射破岩测试装置及系统的制作方法

allin2026-08-30  10


本发明涉及破岩,特别涉及一种高压喷射破岩测试装置及系统。


背景技术:

1、高压喷射钻井技术是一种高效、安全、清洁的钻井技术,其将水力破岩技术与机械破岩技术相结合,注重水力喷射破岩的实施。

2、相较于普通喷射技术,高压喷射钻井技术能够有效提高机械钻速,在原有技术基础上进一步提高了水力应用的效果,提高了钻井工作效率,有效地缩短了钻井周期。

3、但是,在高压喷射钻井技术应用过程中,也存在着射流破岩技术破岩机理及地层适用性不明确,不同地层提速所需射流压力或流速难确定,导致实施过程中机泵的泵压过高浪费或喷射破岩效果大大减弱等问题,严重影响了提速效果。因此,需要开展射流破岩机理、地层适用性及不同地层喷射破岩门限钻压的研究。

4、针对射流破岩机理不明确的问题,目前已经设计了多种高压喷射实验设备开展了大量的研究,例如高围压射流综合测试系统、围压射流破岩测试装置及高温射流测试系统。然而,现有实验设备具有单一性、片面性等特点,无法真实模拟出真实井底环境下高压喷射过程。

5、因此,针对现有射流测试设备所存在的种种不足,有必要提供一种模拟真实井下环境的高压喷射破岩测试装置。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供了一种高压喷射破岩测试装置,以模拟真实井下环境。此外,本发明提供了一种具有上述高压喷射破岩测试装置的高压喷射破岩测试系统。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种高压喷射破岩测试装置,包括:

4、支撑平台,所述支撑平台具有放置岩样的容置腔;

5、围压釜,所述围压釜与所述支撑平台连接,并且所述围压釜具有中空内腔,所述中空内腔与所述容置腔连通;

6、喷嘴头,所述喷嘴头设置于所述围压釜内,所述喷嘴头的进口与供液组件连通,并且所述喷嘴头与所述岩样相对;

7、驱动组件,所述驱动组件与所述喷嘴头相连,调节所述喷嘴头与所述岩样之间的距离。

8、优选的,上述的高压喷射破岩测试装置中,所述支撑平台包括:

9、上端盖,所述上端盖与所述围压釜螺纹密封连接,所述上端盖具有沿轴向贯穿的通孔,所述通孔与所述中空内腔连通;

10、液压釜体,所述液压釜体与所述上端盖密封连接;且所述液压釜体具有u型的所述容置腔,所述容置腔所述通孔连通;

11、岩样架,所述岩样架设置于所述容置腔内,所述岩样架为框架结构,所述岩样放置于所述岩样架内。

12、优选的,上述的高压喷射破岩测试装置中,所述支撑平台还包括:

13、液压组件,所述液压组件用于挤压所述岩样,且所述液压组件施加给所述岩样的压力可调。

14、优选的,上述的高压喷射破岩测试装置中,所述驱动组件包括:

15、螺旋杆,所述螺旋杆可沿轴向升降,所述螺旋杆伸入于所述围压釜内,并与所述喷嘴头连接;

16、驱动电机,所述驱动电机驱动所述螺旋杆转动;

17、连接套筒,所述连接套筒与所述围压釜螺纹连接,并与所述螺旋杆轴向限位连接。

18、优选的,上述的高压喷射破岩测试装置中,所述螺旋杆具有进水口,所述进水口位于所述围压釜外侧,并与所述供液组件连通,所述进水口与所述喷嘴头通过开设于所述螺旋杆上的通道连通。

19、优选的,上述的高压喷射破岩测试装置中,所述连接套筒具有上台阶面和下台阶面。

20、所述螺旋杆具有第一阻挡块和第二阻挡块,所述上台阶面与所述第一阻挡块相抵,可带动所述螺旋杆相对于围压釜上升,所述下台阶面与所述第二阻挡块相抵,可限制所述螺旋杆下降的位置。

21、优选的,上述的高压喷射破岩测试装置中,还包括用于检测所述喷嘴头喷距变化的位移传感器。

22、一种高压喷射破岩测试系统,包括:

23、供液组件,所述供液组件的流量和液体压力可调;

24、高压喷射破岩测试装置,所述高压喷射破岩测试装置的喷嘴头与所述供液组件连通;

25、过滤器,所述过滤器与所述高压喷射破岩测试装置的围压釜的出水孔连通;

26、围压控制装置,所述围压控制装置用于调节所述高压喷射破岩测试装置的围压釜内的压力,且所述围压控制装置的输出端与所述供液组件的入口连通;

27、其中,所述高压喷射破岩测试装置为上述任一项所述的高压喷射破岩测试装置。

28、优选的,上述的高压喷射破岩测试系统中,还包括:

29、检测所述高压喷射破岩测试装置的围压釜内压力的压力计;

30、检测所述高压喷射破岩测试装置的围压釜内温度的温度传感器;

31、检测所述高压喷射破岩测试装置的围压釜的出水孔排出的液体流量的流量计;

32、远程控制系统,所述远程控制系统与所述围压控制装置、所述压力计、所述温度传感器和所述流量计均连通,且所述远程控制系统根据所述压力计检测到的压力值,调节所述围压控制装置的电子控压阀的开度,所述远程控制系统根据所述流量计的流量值调节所述供液组件的高压泵的功率。

33、优选的,上述的高压喷射破岩测试系统中,还包括:

34、监测所述高压喷射破岩测试系统运行状况的全方位实验监控装置。

35、本发明提供了一种高压喷射破岩测试装置,通过改变喷嘴头与岩样的距离,即改变喷嘴头的喷距,从而模拟真实井下环境,有利于明确射流破岩机理。

36、此外,本申请中的一种高压喷射破岩测试系统,通过改变进入高压喷射破岩测试装置的液体压力、高压喷射破岩测试装置的围压釜内的压力和温度等,实现改变实验条件的目的,模拟真实井下环境,从而有利于明确射流破岩机理。



技术特征:

1.一种高压喷射破岩测试装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的高压喷射破岩测试装置,其特征在于,所述支撑平台包括:

3.根据权利要求2所述的高压喷射破岩测试装置,其特征在于,所述支撑平台还包括:

4.根据权利要求1所述的高压喷射破岩测试装置,其特征在于,所述驱动组件包括:

5.根据权利要求4所述的高压喷射破岩测试装置,其特征在于,所述螺旋杆具有进水口,所述进水口位于所述围压釜外侧,并与所述供液组件连通,所述进水口与所述喷嘴头通过开设于所述螺旋杆上的通道连通。

6.根据权利要求4所述的高压喷射破岩测试装置,其特征在于,所述连接套筒具有上台阶面和下台阶面,

7.根据权利要求4所述的高压喷射破岩测试装置,其特征在于,还包括用于检测所述喷嘴头喷距变化的位移传感器。

8.一种高压喷射破岩测试系统,其特征在于,包括:

9.根据权利要求8所述的高压喷射破岩测试系统,其特征在于,还包括:

10.根据权利要求9所述的高压喷射破岩测试系统,其特征在于,还包括:


技术总结
本发明公开了一种高压喷射破岩测试装置及系统,高压喷射破岩测试装置包括:支撑平台,所述支撑平台具有放置岩样的容置腔;围压釜,所述围压釜与所述支撑平台连接,并且所述围压釜具有中空内腔,所述中空内腔与所述容置腔连通;喷嘴头,所述喷嘴头设置于所述围压釜内,所述喷嘴头的进口与供液组件连通,并且所述喷嘴头与所述岩样相对;驱动组件,所述驱动组件与所述喷嘴头相连,调节所述喷嘴头与所述岩样之间的距离。通过改变喷嘴头与岩样的距离,即改变喷嘴头的喷距,调节围压釜内压力与温度,从而模拟真实井下环境,有利于明确射流破岩机理。

技术研发人员:魏风勇,李帮民,王鸿远,彭彬,闫玉鹏,张伟
受保护的技术使用者:中石化石油工程技术服务股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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