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原文传递模拟深水表层钻井返出岩屑运移沉积的实验装置及方法

专利名称：	模拟深水表层钻井返出岩屑运移沉积的实验装置及方法
摘要：	本发明实施例提供一种模拟深水表层钻井返出岩屑运移沉积的实验装置及方法，属于海洋深水油气勘探开发领域。利用水泵抽取水流以向水槽中注入水流，注入的水流依次经由整流板和导流栅组导流以获得强度均匀的水流以模拟洋流，然后在模拟洋流的洋流速度达到第一预设流速的情况下，从水槽底部向模拟洋流中注入岩屑混合液，通过该方法可对深水表层钻井返出岩屑运移沉积过程进行模拟，解决钻井过程中岩屑运移沉积过程不易被观察的问题，从而指导丛式井组水下管汇的安装。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	中海石油(中国)有限公司深圳分公司
发明人：	张伟国;韦红术;李勇;曹波波;杜庆杰;汪红霖;张鑫;王志远;陈旺
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910228863.7
公开号：	CN110006798A
代理机构：	北京润平知识产权代理有限公司
代理人：	肖冰滨;王晓晓
分类号：	G01N15/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N15
申请人地址：	518000 广东省深圳市南山区后海滨路(深圳湾段)3168号中海油大厦A座
主权项：	1.一种模拟深水表层钻井返出岩屑运移沉积的实验装置，其特征在于，该装置包括：模拟实验装置，用于模拟深水表层钻井返出岩屑运移沉积过程，所述模拟实验装置包括水槽，所述水槽中设置有整流板、导流栅组；循环水流模拟装置，包括水泵，所述水泵用于抽取水流以向所述水槽中注入水流，注入的水流依次经由所述整流板和所述导流栅组导流以获得强度均匀的水流；以及岩屑返出模拟装置，用于从所述水槽底部向所述水槽的强度均匀的水流中注入岩屑混合液。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述循环水流模拟装置还包括：循环水罐、注水管线和回流管线，所述水泵用于从所述循环水罐抽取水流，抽取的水流经过所述注水管线流入所述水槽；所述水槽中还设置有溢流板，用于控制所述水槽中的液面高度，所述水槽中液面高度高于所述溢流板高度的液体经由所述回流管线流入所述循环水罐。 3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述溢流板上设置有孔，所述水槽中的液体流经所述溢流板的孔并经由所述回流管线流入所述循环水罐，其中，所述溢流板的孔密度低于所述整流板的孔密度，和/或所述溢流板上设置的孔的直径不大于所述整流板上设置的孔的直径。 4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述模拟实验装置还包括流速测量装置，用于测量所述导流栅组和所述溢流板之间的区域中的液体的流速。 5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述水泵和所述循环水罐之间的注水管线上还设置有第二阀门；和/或所述回流管线上还设置有第一阀门。 6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述岩屑返出模拟装置包括：砂水混合罐、搅拌器、螺旋泵、电磁流量计和注砂管线；所述搅拌器设置于所述砂水混合罐中，用于将所述砂水混合罐中的砂与水搅拌混合以形成岩屑混合液，所述螺旋泵和电磁流量计用于对所述岩屑混合液定量抽取以使得定量的所述岩屑混合液经由所述注砂管线流入所述水槽。 7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述砂水混合罐和所述螺旋泵之间的注砂管线上设置有第三阀门。 8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：摄像装置，用于对所述岩屑混合液中的岩屑在所述强度均匀的水流中的沉积过程进行记录。 9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导流栅组由多个导流栅板组成，所述导流栅板为弧形板。 10.一种模拟深水表层钻井返出岩屑运移沉积的实验方法，其特征在于，所述方法由根据权利要求1-9中任一项所述的模拟深水表层钻井返出岩屑运移沉积的实验装置实施，该方法包括：利用水泵抽取水流以向所述水槽中注入水流，注入的水流依次经由所述整流板和所述导流栅组导流以获得强度均匀的水流以模拟洋流；以及在模拟洋流的洋流速度达到第一预设流速的情况下，从所述水槽底部向所述模拟洋流中注入岩屑混合液。 11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，根据以下公式计算所述第一预设流速： Lr＝Lp/Lm，其中，up1为实际钻井过程中的水流流速；Lr为模型长度比尺；Lp为实际钻井过程中界定的海域长度；Lm为所述导流栅组与所述溢流板之间的距离。 12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述岩屑混合液中砂石的直径dm能够满足以下公式： dm＝dp/Lr， Lr＝Lp/Lm，其中，dp为实际钻井过程中岩屑的直径；Lr为模型长度比尺；Lp为实际钻井过程中界定的海域长度；Lm为所述导流栅组与所述溢流板之间的距离。 13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述岩屑混合液的注入速度um2为： Lr＝Lp/Lm，其中，所述up2为实际钻井过程中岩屑上返的速度；Lr为模型长度比尺；Lp为实际钻井过程中界定的海域长度；Lm为所述导流栅组与所述溢流板之间的距离。 14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该方法还包括：利用摄像装置在所述岩屑混合液注入所述水槽且经过预定时间Tp后，记录在所述水槽中岩屑的沉积范围及沉积高度，所述预定时间Tp根据以下公式计算： Lr＝Lp/Lm，其中，Tm为实际钻井过程中的观测记录时间；Lr为模型长度比尺；Lp为实际钻井过程中界定的海域长度；Lm为所述导流栅组与所述溢流板之间的距离。
所属类别：	发明专利