一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，属于石油钻井液堵漏性能评价分析测试领域。


背景技术：

2.随着油田勘探开发的不断加深，钻井过程中钻遇的复杂地层情况越来越多。受到构造断裂运动影响的地层，往往裂缝较为发育，裂缝对密度、压力变化敏感，易开启、扩大，堵漏难度大，已成为影响钻井安全和时效的主要问题。而且裂缝的尺度大小不一且裂缝尺度随着井筒压力变化而变化，井漏现象频发，导致次生垮塌甚至井下工程事故，造成井下复杂高发，给施工进度带来了非常不利的影响。
3.如何模拟地下的温度、压差条件及钻井液工况开展动态堵漏实验评价现场堵漏配方和优化堵漏技术，研究堵漏体系的组成分布、堵漏效果及对特定地层的适应性等，是亟待解决的问题。
4.目前钻井液堵漏实验多数为室内的模拟温度和压差条件的静态实验为主，不能模拟钻井过程中遇到裂缝时钻井液在循环状态下对裂缝的封堵能力。经过文献查阅和现有设备调研，目前有循环的模拟方式多数为钻井液储集罐内带压搅拌，对于模拟裂缝模块端面，没有形成在地下条件与裂缝成垂向的流体冲刷，模型的模拟条件不满足实际的地层状态。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型设计了一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，能够较为真实模拟高温高压循环钻井环境中钻井液动静态堵漏，来支撑钻井工程方面的实验需求，达到对堵漏材料进行合理地优选，为现场复杂问题的解决提供实验室方案，支撑钻井工作的顺利进行和安全生产。
6.本实用新型的技术方案：
7.一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，包括静液柱压力模拟系统、动态测试釜体及动态循环系统、夹持器系统、搅拌系统、测试釜体加热系统、夹持器加热系统、围压及补液系统、真空系统、计量系统和数据采集系统；
8.所述动态测试釜体及动态循环系统包括泥浆搅拌釜体和外管路，所述泥浆搅拌釜体与所述外管路连通形成动态循环系统，所述泥浆搅拌釜体配置所述静液柱压力模拟系统、搅拌系统和测试釜体加热系统，所述外管路上设置离心泵，实现堵漏浆在动态循环系统内的带压循环以模拟堵漏浆；
9.所述夹持器系统包括裂缝模型夹持器和高压球阀，所述裂缝模型夹持器包含裂缝模型和夹持器胶套，所述裂缝模型的输入端与所述动态循环系统的外管路连通，并裂缝模型的输入端设置有所述高压球阀作为堵漏浆进入所述裂缝模型的开关，所述裂缝模型的输出端与所述计量系统连通，且所述计量系统的进入端设置有高压球阀作为抽空裂缝模型中孔隙、管路中空气时与计量系统的截止阀，所述计量系统用于计量流入所述裂缝模型内的
堵漏浆体积；所述裂缝模型夹持器配置所述夹持器加热系统，所述围压及补液系统可切换为围压系统或补液系统，所述围压系统用于对所述裂缝模型夹持器施加恒定压力，所述补液系统用于对实验计量系统管路进行补液，所述实验计量管路为所述裂缝模型夹持器与所述计量系统之间的管路；
10.所述围压系统、补液系统和所述真空系统可切换与所述裂缝模型夹持器和实验计量管路的连通关系以配合补液和计量，抽真空前，所述围压系统与所述裂缝模型夹持器连通；抽真空时，所述真空系统与所述实验计量系统连通；补液前，所述计量系统的回压系统与所述实验计量管路连通以对待加入液体施加初始压力，模拟初始压差条件；补液时，所述补液系统和所述回压系统分别与所述实验计量管路连通，所述补液系统的围压泵内的液体进入所述实验计量管路以模拟裂缝钻遇前的地层状态；实验计量时，所述围压系统与所述裂缝模型夹持器连通，用于对裂缝模型夹持器施压，所述动态循环系统、所述裂缝模型夹持器以及所述计量系统依次连通，动态循环系统内的堵漏剂进入所述裂缝模型内，使得所述实验计量管路内的同体积的液体进入所述计量系统，所述计量系统测量体积；
11.所述数据采集系统包括夹持器温度传感器、围压压力传感器、静压压力传感器、回压压力传感器、数据控制器和控制电脑，所述数据控制器负责对每个传感器测量的数据进行采集、处理，并传输至所述控制电脑。
12.所述计量系统包括活塞式中间容器、高压球阀、回压系统及电子天平，所述活塞式中间容器的底端与所述裂缝模型夹持器的输出端连通，且二者连通管路上设置有所述高压球阀，所述活塞式中间容器的顶端与所述回压系统连接，所述回压系统包括回压泵、回压阀和两个高压阀门，所述回压阀分别连通所述活塞式中间容器、电子天平和回压泵，一个所述高压阀门位于所述活塞式中间容器和回压阀之间的管路上，一个所述高压阀门设置在所述回压系统的加压管线上；从抽真空后补液前至实验结束，开启所述高压球阀和两个高压阀门，通过所述回压泵给回压阀施加压力，并通过所述活塞式中间容器所压力被传递至所述实验计量管路以对位于所述实验计量管路内的液体施加初始压力，模拟初始压差条件；计量时，从所述裂缝模型漏出的堵漏浆被置换为同体积的所述活塞式中间容器的活塞顶部的水并通过所述电子天平计量。
13.所述围压及补液系统包括恒压恒流自动跟踪围压泵和两个高压阀门，所述恒压恒流自动跟踪围压泵通过第一高压阀门与所述裂缝模型夹持器连通，且通过第二高压阀门与所述实验计量管路连通；当所述第一高压阀门打开且第二高压阀门关闭时，所述围压及补液系统切换为围压系统，用于对裂缝模型夹持器进口端的静液注压力值进行跟踪，对夹持器胶套与裂缝模型的环空补液加压，并输出恒定压差；当所述第一高压阀门关闭且第二高压阀门打开时，所述围压及补液系统切换为补液系统，用于对所述实验计量管路补液。所述真空系统由真空泵、缓冲容器和多个高压阀门组成，所述缓冲容器的一侧与所述真空泵连通，另一侧与所述实验计量管路连通，所述恒压恒流自动跟踪围压泵通过第二高压阀门与所述缓冲容器的输出管路相接以与所述实验计量管路连通；在相接位置与所述缓冲容器之间的管路上设置有第三高压阀门；在相交位置与所述实验计量管路之间的管路上设置有第四高压阀门；
14.抽真空时，所述第二高压阀门关闭，所述第三高压阀门和第四高压阀门打开；提供回压时，所述第二高压阀门、第三高压阀门和第四高压阀门关闭；补液时，所述第二高压阀
门和第四高压阀门打开，所述第三高压阀门关闭；提供围压时，所述第一高压阀门打开，所述第二高压阀门、第三高压阀门和第四高压阀门关闭。
15.所述静液柱压力模拟系统包括活塞式中间容器、高压球阀和恒速恒压泵，所述活塞式中间容器分别连通所述恒速恒压泵和所述泥浆搅拌釜体，所述恒速恒压泵与所述泥浆搅拌釜体之间的管路上设置有所述高压球阀；所述静液柱压力模拟系统的承压范围为30mpa，所述活塞式中间容器的有效容积不小于2l。
16.所述静液柱压力模拟系统还包括高压阀门和安全阀，所述高压阀门位于所述活塞式中间容器与所述恒速恒压泵之间，所述安全阀位于所述恒速恒压泵与所述活塞式中间容器连接的线路上。
17.所述外管路上设置循环系统放空阀和高压球阀，所述循环系统放空阀用于排空所述动态循环系统内的气体，所述高压球阀用于排空所述动态循环系统内的气体，或与位于所述恒速恒压泵与所述泥浆搅拌釜体之间的管路上的所述高压球阀联合使用，分别在清洗流程时作为进液口和出液口。
18.所述裂缝模型的有效长度为40cm，实验的承压为30mpa，温度为室温至180℃，所述裂缝模型由不同开度的钢制或烧结岩心制成，分为单裂缝模型和组合缝模型。
19.所述搅拌系统与所述泥浆搅拌釜体为磁力传动。
20.承压20mpa，温控范围为室温至180℃。
21.本实用新型的有益技术效果
22.该装置通过静液柱压力模拟系统，将实验压力传导至动态测试釜体及动态循环系统中，通过测试釜体加热系统和动态循环系统将堵漏浆的温度加热至实验条件；通过夹持器加热系统对裂缝模型提供同样的温度。实验时，先通过围压系统对裂缝模型施加围压，然后通过真空系统对夹持器内裂缝模型中孔隙以及裂缝模型到液体计量系统的活塞式中间容器底端之间的实验计量管路进行抽空，接着通过回压系统对实验计量管路加压力以对待液体施加初始压力，模拟初始压差条件，再通过补液系统注满流体/水并且达到地层压差条件，以模拟裂缝钻遇前的地层状态；然后再通过围压系统持续对裂缝模型加压，使得堵漏浆进入裂缝模型后不会发生窜流，只沿裂缝流动。待动态循环系统和裂缝模型达到实验的温压条件后，开启夹持器系统前端的高压球阀以及计量系统前端的高压球阀，使得堵漏浆与裂缝模型和计量系统依次连通，在静液柱压力作用下，动态循环系统内的堵漏剂进入所述裂缝模型内，使得所述实验计量管路内的同体积的液体进入所述计量系统的活塞式中间容器，置换为所述活塞式中间容器的活塞顶部的水，并通过所述电子天平计量水的体积，从而实现间接计量堵漏剂体积。
23.可通过调整实验的压差，开展不同温度和压差条件下，不同裂缝模型的堵漏浆封堵能力测试；通过计量系统计量通过裂缝模型缝流入的堵漏浆体积。
24.综上，本发明能够模拟储层高温高压条件、裂缝钻遇前的地层状态循环钻井液/堵漏剂对裂缝断面的流体冲刷作用以及动态堵漏实验，为高温高压循环钻井液动静态堵漏实验提供一种更加接近地下条件的实验装置。该设备具有较高的自动化程度，安全可靠，操作方便，测量准确度高，方便钻井现场工作人员及室内实验和评价需求。
25.测定结果可以用于堵漏材料、堵漏配方的性能评价，为钻井现场对堵漏配方的调整提供依据，提高堵漏的成功率。
26.相对于现有技术的测定装置，该装置还具有以下优势：
27.(1)本发明采用磁力传动，避免了高温高压条件下的转动轴的密闭性问题；
28.(2)本发明在密闭系统中，采用了可调式离心泵进行液体传送，实现了管路中的流体带压循环；
29.(3)实验流体/堵漏浆在模拟裂缝的断面存在钻井液在循环过程产生的冲刷作用，本发明可有效的实现在模拟裂缝断面的流体冲刷作用；
30.(4)实现了模拟裂缝开启前，裂缝内充满带压流体，从而在计量方面免去了死体积问题；
31.(5)本发明采用了较长的实验缝板模型，有效长度为40cm，实验的承压为30mpa，温度为室温至180℃，基本满足国内的大部分钻井液堵漏时的压差条件；
32.(6)能够模拟真实地层温度、压差等条件，评价堵漏浆正向承压能力；
33.(7)能够完成对堵漏材料的结构、配比、耐温性，耐压性等性能的评价，裂缝模型可以分开观察里面封堵的情况；
34.(8)本发明旨在表征高温高压条件下钻井液堵漏浆在循环状态下对不同开度裂缝的封堵能力，以及封堵后的承压能力。
附图说明
35.图1为一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置的实施例的简图。
36.附图标记：1、泥浆搅拌釜体；2、搅拌系统；3、裂缝模型夹持器；3-1、夹持器胶套；3-2、裂缝模型；4、夹持器加热系统；5、温度传感器；6、高压球阀；7、恒压恒流自动跟踪围压泵；8、压力传感器；9、叶片式离心泵；10、循环系统放空阀；11、测试釜体加热系统；12、计量活塞式中间容器；13、高压球阀；14、回压泵；15、电子天平；16、回压阀；17、回压压力传感器；18、活塞式中间容器；19、高压球阀；20、恒速恒压泵；21、压力传感器；22、数据控制器；23控制电脑；24、高压球阀；25-29、高压阀门；30、安全阀；31、真空泵；32、缓冲容器；33-35、高压阀门。
具体实施方式
37.为了清楚、完整的公开本实用新型的技术方案，下面将结合附图1和具体实施例详细介绍本实用新型的内容。
38.如图1所示，本实施例的一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，主要应用于模拟高温高压条件钻井液循环状态下的动态堵漏实验，包括静液柱压力模拟系统、动态测试釜体及动态循环系统、测试釜体加热系统11、夹持器系统、夹持器加热系统4、围压及补液系统、真空系统、计量系统和数据采集系统。静液柱压力模拟系统、动态测试釜体及动态循环系统、夹持器系统和计量系统依次连接，以模拟循环钻井液/堵漏剂对裂缝断面的流体冲刷作用以及动态堵漏实验；围压及补液系统和真空系统可切换与所述夹持器系统以及夹持器系统与计量系统之间的实验计量管路连通以实现模拟钻遇前地层状态，数据采集系统用于采集、处理和显示前述各系统的压力和温度以及体积数据。
39.动态测试釜体及动态循环系统由泥浆搅拌釜体1、搅拌系统2、外管路、叶片式离心泵9、循环系统放空阀10和高压球阀24组成。泥浆搅拌釜体1与外部管路连通形成动态循环系统，动态循环系统的有效容积不小于2l，承压30mpa。泥浆搅拌釜体1配置有静液柱压力模
拟系统、测试釜体加热系统11和搅拌系统2。测试釜体加热系统11为动态循环系统的可调控温加热单元，最高温度均为180℃。泥浆搅拌釜体1与搅拌系统2为磁力传动，避免高温高压条件下的转动轴影响泥浆搅拌釜体1的密闭性问题。叶片式离心泵9设置于动态循环系统的外管路上，用于提供动力以实现实验流体/堵漏浆在动态循环系统内的带压循环，叶片式离心泵9排量大小可以调节。循环系统放空阀10和高压球阀24设置于动态循环系统的外管路上，循环系统放空阀10可以排空整个循环系统中的气体；高压球阀24起到系统压力放空及方便清洗流程的作用。
40.静液柱压力模拟系统的承压范围为30mpa，由活塞式中间容器18、高压球阀19、双缸恒速恒压泵20、高压阀门25和安全阀30组成。其中活塞式中间容器18的有效容积不小于2l，所述活塞式中间容器18分别连通所述恒速恒压泵20和所述泥浆搅拌釜体1，所述活塞式中间容器18与所述泥浆搅拌釜体1之间的管路上设置所述高压球阀19，用于排液及放空，清洗流程时，高压球阀19和高压球阀24分别为进液口和出液口，可从高压球阀24注入清洗液体，通过叶片式离心泵9泵入动态循环管路中，流到泥浆搅拌釜体1内，再从高压球阀19处流出，进行循环冲洗。高压阀门25位于所述活塞式中间容器18与所述恒速恒压泵20之间，用于连通或断开活塞式中间容器18与恒速恒压泵20的压力传送，也可用于放空排液。系统具备超压保护的安全阀30，位于恒速恒压泵20和活塞式中间容器18连接的线路上，可限压报警，使该装置操作安全。
41.夹持器系统包括裂缝模型夹持器3和高压球阀6，裂缝模型夹持器3包含夹持器胶套3-1和裂缝模型3-2，裂缝模型3-2分为单裂缝模型和多裂缝模型的组合缝模型，分别由不同开度的钢制或烧结岩心制成。所述裂缝模型夹持器3的输入端与所述动态循环系统的外管路连通，且所述裂缝模型夹持器3的输入端设置所述高压球阀6，用于控制动态循环系统内的实验流体/堵漏浆进入裂缝模型夹持器3的开关；所述裂缝模型夹持器3的输出端与所述计量系统连通，所述计量系统计量通过所述裂缝模型3-2流入的实验流体/堵漏浆体积。
42.所述计量系统由活塞式中间容器12、高压球阀13、回压系统及电子天平15组成，回压系统由回压泵14、回压阀16、高压阀门28，29组成，其承压范围为30mpa。所述活塞式中间容器12与所述裂缝模型夹持器3的输出端连通，所述高压球阀13设置于二者之前，作用是在进行抽空裂缝模型中孔隙、管路中空气时与计量系统中间容器中间的截止阀；所述回压阀16分别连通所述活塞式中间容器12、电子天平15和回压泵14。由于实验流体/堵漏浆不方便通过回压阀16进行流体计量，所以采用活塞式中间容器12进行等体积置换。堵漏浆推动裂缝模型3-2的缝板孔隙和计量系统前段内的水进入活塞式中间容器12的底部，将活塞顶部的水等体积排出至计量电子天平15中，由于从补液之前到实验结束，通过回压泵14给回压阀16施加回压，使得连通前，补入的地层水/液体/水位于实验计量管路内，连通后，动态循环系统内的堵漏剂进入所述裂缝模型3-2内能够推动所述实验计量管路内的同体积的液体进入活塞式中间容器12，并通过电子天平15计量，使得裂缝模型3-2漏出的堵漏浆以同体积的水来计量，从而得到堵漏浆体积。回压阀16采用金属阀片式回压阀。高压阀门28是开启或关闭从活塞式中间容器12到回压阀16的进口端，如果回压系统有问题，可以及时的进行更换，保证实验的进行；高压阀门29是回压系统的加压管线的阀门。
43.所述裂缝模型夹持器3配置所述夹持器加热系统4和围压及补液系统。夹持器加热系统4为夹持器系统的可调控温加热单元，用于给夹持器系统提供同样的实验温度条件。
44.所述围压及补液系统可切换为围压系统或补液系统，包括恒压恒流自动跟踪围压泵7和多个高压阀门，所述恒压恒流自动跟踪围压泵7通过高压阀门26与所述裂缝模型夹持器连通，且通过高压阀门34与所述实验计量管路连通，高压阀门34用于封隔补液系统。当所述高压阀门26打开且高压阀门34关闭时，所述围压及补液系统切换为围压系统，通过与裂缝模型夹持器3连通的恒压恒流自动跟踪围压泵7对裂缝模型3-2施加压力，使得阀门6开启后，从动态循环系统进入的实验流体/堵漏浆在裂缝模型3-2中不会发生窜流，只沿裂缝流动，并且恒压恒流自动跟踪围压泵7可对夹持器进口端压力21值，即静液柱压力，进行跟踪，并输出恒定压差，围压系统和夹持器系统承压35mpa；当所述高压阀门26关闭且高压阀门34打开时，所述围压及补液系统切换为补液系统，用于对所述实验计量管路补液，并保持夹持器系统的压力。围压系统还设置高压阀门27，作用是夹持器围压系统排气。
45.所述真空系统由真空泵31、缓冲容器32、高压阀门33、高压阀门35组成，可通过切换阀门的开启和关闭切换围压系统、补液系统以及真空系统与所述裂缝模型夹持器3和实验计量管路的连通关系，以配合补液和计量。所述缓冲容器32的一侧与所述真空泵31连通，另一侧与实验计量管路连通，所述恒压恒流自动跟踪围压泵7通过高压阀门34与所述缓冲容器32的输出管路相接以与实验计量管路连通，在相接位置与所述缓冲容器32之间的管路上设置有高压阀门35；在相交位置与所述实验计量管路之间的管路上设置有高压阀门33，高压阀门35用于封隔补液系统和真空系统；高压阀门33用于封隔计量时的真空系统。对裂缝模型3-2的孔隙和实验计量管路抽空时，关闭高压阀门34，打开高压阀门35和高压阀门33；补液时，关闭高压阀门26和高压阀门35，打开高压阀门34和高压阀门33；补液后提供围压时，关闭高压阀门34和33，打开高压阀门26，恒压恒流自动跟踪围压泵7用于为裂缝模型夹持器3提供围压。
46.数据采集系统由温度传感器5、压力传感器8、回压压力传感器17、压力传感器21、数据控制器22和控制电脑23组成，负责实验数据的采集及信号的传输。温度传感器5位于裂缝模型3-2内前段，用于测量实验流体/堵漏浆温度；压力传感器8读取系统围压压力；回压压力传感器17读取系统回压压力；压力传感器21读取静液柱压力；数据控制器22负责对每个传感器测量的数据进行采集、处理，并传输至控制电脑。
47.本装置设计承压20mpa，温控范围为室温至180℃，动态循环系统+静液柱压力系统内容积不小于3000ml，夹持器系统配套裂缝模型3-2长度为40cm。
48.工作原理
49.实验时，通过静液柱压力模拟系统，将实验压力传导至动态测试釜体及动态循环系统中，通过测试釜体加热系统11和动态循环系统将实验流体/堵漏浆的温度加热至实验条件；通过夹持器加热系统4加热裂缝模型内流体，给夹持器系统提供同样的实验温度条件。
50.在等待温度和压力达到实验条件时，首先打开高压阀门26，通过围压系统对裂缝模型施加围压，该围压大于静液柱压力2.5-3mpa，然后关闭高压阀门26，裂缝模型的压力可保持，打开高压阀门35和高压阀门33，通过真空系统对裂缝模型3-2的孔隙、以及计量系统的活塞式中间容器18的前置管路至高压球阀13处的实验计量管路进行抽空；接着关闭高压阀门35和33，打开高压阀门29,28以及高压球阀13，计量系统与裂缝模型3-2连通，通过回压系统的回压泵14对实验计量管路加压力以对待补入液体施加初始压力，回压小于静液柱压
力，根据实验压差调整，模拟初始压差条件；然后打开高压阀门35和高压阀门34，通过恒压恒流自动跟踪围压泵7，对实验计量管路注满流体并且达到地层压差条件，以模拟裂缝钻遇前的地层状态，补液压力低于围压和回压；补液完成后，关闭高压阀门34和35，打开高压阀门26，通过恒压恒流自动跟踪围压泵7为裂缝模型夹持器3提供围压，使得堵漏浆在裂缝模型3-2中不会发生窜流，只沿裂缝流动。
51.待动态循环系统达到实验的温压条件后，开启夹持器系统前端的高压球阀6，使得实验流体/堵漏浆与裂缝模型3-2连通。由于实验流体不方便通过回压阀进行流体计量，所以采用活塞式中间容器12进行等体积置换，活塞顶部的水等体积排出至计量电子天平15中，从而得到堵漏浆体积。
52.再通过调整静液柱压力模拟系统与回压系统之间的压差，开展不同压差条件下，不同裂缝模型3-2的堵漏浆封堵能力测试；实验数据被数据采集系统(配备电脑)实时记录，可全程采集实验期间的静液柱压力、回压压力、夹持器围压、堵漏端实验流体/堵漏浆温度、动态测试釜体及循环系统温度。
53.以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的防伪塑封尺寸的变化或裂缝线尺寸和数目等都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

技术特征：
1.一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，其特征在于包括静液柱压力模拟系统、动态测试釜体及动态循环系统、夹持器系统、搅拌系统、测试釜体加热系统、夹持器加热系统、围压及补液系统、真空系统、计量系统和数据采集系统；所述动态测试釜体及动态循环系统包括泥浆搅拌釜体和外管路，所述泥浆搅拌釜体与所述外管路连通形成动态循环系统，所述泥浆搅拌釜体配置所述静液柱压力模拟系统、搅拌系统和测试釜体加热系统，所述外管路上设置离心泵，实现堵漏浆在动态循环系统内的带压循环以模拟堵漏浆；所述夹持器系统包括裂缝模型夹持器和高压球阀，所述裂缝模型夹持器包含裂缝模型和夹持器胶套，所述裂缝模型的输入端与所述动态循环系统的外管路连通，并裂缝模型的输入端设置有所述高压球阀作为堵漏浆进入所述裂缝模型的开关，所述裂缝模型的输出端与所述计量系统连通，且所述计量系统的进入端设置有高压球阀作为抽空裂缝模型中孔隙、管路中空气时与计量系统的截止阀，所述计量系统用于计量流入所述裂缝模型内的堵漏浆体积；所述裂缝模型夹持器配置所述夹持器加热系统，所述围压及补液系统可切换为围压系统或补液系统，所述围压系统用于对所述裂缝模型夹持器施加恒定压力，所述补液系统用于对实验计量系统管路进行补液，所述实验计量管路为所述裂缝模型夹持器与所述计量系统之间的管路；所述围压系统、补液系统和所述真空系统可切换与所述裂缝模型夹持器和实验计量管路的连通关系以配合补液和计量；所述数据采集系统包括夹持器温度传感器、围压压力传感器、静压压力传感器、回压压力传感器、数据控制器和控制电脑，所述数据控制器负责对每个传感器测量的数据进行采集、处理，并传输至所述控制电脑。2.根据权利要求1所述的一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，其特征在于所述计量系统包括活塞式中间容器、高压球阀、回压系统及电子天平，所述活塞式中间容器的底端与所述裂缝模型夹持器的输出端连通，且二者连通管路上设置有所述高压球阀，所述活塞式中间容器的顶端与所述回压系统连接，所述回压系统包括回压泵、回压阀和两个高压阀门，所述回压阀分别连通所述活塞式中间容器、电子天平和回压泵，一个所述高压阀门位于所述活塞式中间容器和回压阀之间的管路上，一个所述高压阀门设置在所述回压系统的加压管线上。3.根据权利要求1或2所述的一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，其特征在于所述围压及补液系统包括恒压恒流自动跟踪围压泵和两个高压阀门，所述恒压恒流自动跟踪围压泵通过第一高压阀门与所述裂缝模型夹持器连通，且通过第二高压阀门与所述实验计量管路连通。4.根据权利要求3所述的一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，其特征在于所述真空系统由真空泵、缓冲容器和多个高压阀门组成，所述缓冲容器的一侧与所述真空泵连通，另一侧与所述实验计量管路连通，所述恒压恒流自动跟踪围压泵通过第二高压阀门与所述缓冲容器的输出管路相接以与所述实验计量管路连通；在相接位置与所述缓冲容器之间的管路上设置有第三高压阀门；在相交位置与所述实验计量管路之间的管路上设置有第四高压阀门。5.根据权利要求1所述的一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，其特征在于所
述静液柱压力模拟系统包括活塞式中间容器、高压球阀和恒速恒压泵，所述活塞式中间容器分别连通所述恒速恒压泵和所述泥浆搅拌釜体，所述恒速恒压泵与所述泥浆搅拌釜体之间的管路上设置有所述高压球阀；所述静液柱压力模拟系统的承压范围为30mpa，所述活塞式中间容器的有效容积不小于2l。6.根据权利要求5所述的一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，其特征在于所述静液柱压力模拟系统还包括高压阀门和安全阀，所述高压阀门位于所述活塞式中间容器与所述恒速恒压泵之间，所述安全阀位于所述恒速恒压泵与所述活塞式中间容器连接的线路上。7.根据权利要求5所述的一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，其特征在于所述外管路上设置循环系统放空阀和高压球阀，所述循环系统放空阀用于排空所述动态循环系统内的气体，所述高压球阀用于排空所述动态循环系统内的气体，或与位于所述恒速恒压泵与所述泥浆搅拌釜体之间的管路上的所述高压球阀联合使用，分别在清洗流程时作为进液口和出液口。8.根据权利要求1所述的一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，其特征在于所述裂缝模型的有效长度为40cm，实验的承压为30mpa，温度为室温至180℃，所述裂缝模型由不同开度的钢制或烧结岩心制成，分为单裂缝模型和组合缝模型。9.根据权利要求1所述的一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，其特征在于所述搅拌系统与所述泥浆搅拌釜体为磁力传动。10.根据权利要求1所述的一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，其特征在于承压20mpa，温控范围为室温至180℃。

技术总结
本实用新型涉及一种高温高压循环钻井液模拟堵漏实验装置，通过静液柱压力模拟系统，将实验压力传导至动态测试釜体及动态循环系统中，通过测试釜体加热系统将堵漏浆的温度加热至实验条件；通过夹持器加热系统对夹持器系统加热至同样温度；通过围压系统对裂缝模型施加围压，通过真空系统对裂缝模型到计量系统之间的实验计量管路抽空，通过回压系统对抽真空部分施加压力以对待加入液体施加初始压力，通过补液系统对抽真空部分补液并且达到地层压差条件，模拟裂缝钻遇前的地层状态；待循环温度和压力达到实验条件，连通循环系统与裂缝模型，通过计量系统测试流入裂缝模型的堵漏浆体积；通过数据采集系统进行数据采集、处理、传输和显示。和显示。和显示。


技术研发人员：张晓宇 方彬 马玉芬 马冬晨 贾星亮 成俊峰 方俊伟 范胜
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：2021.07.13
技术公布日：2022/3/8