一种模拟渗流场变化的水侵后井壁坍塌压力测量装置

专利主权项内容

1.一种模拟渗流场变化的水侵后井壁坍塌压力测量装置，其特征在于：包括地层模拟模块、钻井液循环模块、压力控制模块和数据处理模块，压力控制模块分别作用于地层模拟模块和钻井液循环模块, 数据处理模块检测地层模拟模块在压力控制模块的作用下的渗透率；所述地层模拟模块包括高压釜(1)和数量为三的模拟岩心(18)，模拟岩心(18)位于高压釜(1)的内部，相邻模拟岩心(18)的接触端面形成模拟裂缝(19)；所述钻井液循环模块包括模拟井筒(2)、储液罐(26)、液体注入泵(28)、清水储液罐(29)和液体循环动力泵(31)，模拟井筒(2)穿设于高压釜(1)，模拟岩心(18)侧壁与模拟井筒(2)直接接触；模拟井筒(2)的上端通过高承压管道与清水储液罐(29)连通，模拟井筒(2)的下端通过高承压管道与液体循环动力泵(31)的端部连通，液体循环动力泵(31)的另一端通过高承压管道与清水储液罐(29)连通，清水储液罐(29)通过高承压管道与液体注入泵(28)连通，液体注入泵(28)通过高承压管道与储液罐(26)相连，储液罐(26)内部的液体通过液体注入泵(28)注入清水储液罐(29)中，清水储液罐(29)中的液体通过高承压管道进入模拟井筒(2)中，再通过液体循环动力泵(31)之后返回到清水储液罐(29)中；清水储液罐(29)与液体注入泵(28)之间设有第六阀门(27)，第六阀门(27)能控制清水储液罐(29)与液体注入泵(28)之间高承压管道的连通与断开；清水储液罐(29)与液体循环动力泵(31)之间设有第七阀门(30)，第七阀门(30)控制清水储液罐(29)与液体循环动力泵(31)之间高承压管道的连通与断开；模拟井筒(2)与清水储液罐(29)之间的高承压管道上设有第五压力表(24)，第五压力表(24)用于监控模拟井筒(2)与清水储液罐(29)之间的压力值；所述压力控制模块包括加压钢板(4)、高压氮气瓶(12)、密封橡胶垫(14)、第一气体注入阀组(16)、第二气体注入阀组(17)和第三气体注入阀组(161)，密封橡胶垫(14)位于加压钢板(4)的两端，加压钢板(4)位于高压釜(1)的内部，加压钢板(4)的数量为二且分布在模拟岩心(18)的两端，第三气体注入阀组(161)与第一气体注入阀组(16)的结构相同；位于模拟岩心(18)上边的加压钢板(4)的另一面与第三气体注入阀组(161)相连，位于模拟岩心(18)下边的加压钢板(4)的另一面与第一气体注入阀组(16)相连；第一气体注入阀组(16)与第三气体注入阀组(161)通过管路相连后与高压氮气瓶(12)通过高承压管道相连，高压氮气瓶(12)通过高承压管道与第二气体注入阀组(17)相连，第二气体注入阀组(17)的另一端穿过高压釜(1)与模拟岩心(18)相连；所述高压氮气瓶(12)与第二气体注入阀组(17)之间的高承压管道上设有第三阀门(11)，第三阀门(11)控制高压氮气瓶(12)与第二气体注入阀组(17)之间高承压管道的连通与断开；高压氮气瓶(12)与第三气体注入阀组(161)之间的高承压管道上设有第一阀门(5)，第一阀门(5)控制高压氮气瓶(12)与第三气体注入阀组(161)之间高承压管道的连通与断开，高压氮气瓶(12)与第一气体注入阀组(16)之间的高承压管道上设有第五阀门(15)，第五阀门(15)控制高压氮气瓶(12)与第一气体注入阀组(16)之间高承压管道的连通与断开，第一阀门(5)所在高承压管道与第五阀门(15)所在高承压管道合并后与高压氮气瓶(12)相连的高承压管道之间设有第四阀门(13)，第一阀门(5)所在高承压管道与第五阀门(15)所在高承压管道合并后高承压管道与高压氮气瓶(12)之间的连通与断开通过第四阀门(13)控制；所述高压氮气瓶(12)与第三气体注入阀组(161)连通的高承压管道上设有第一压力表(8)，第一压力表(8)用于检测高压氮气瓶(12)与第三气体注入阀组(161)连通高承压管道中的压力，即加压钢板(4)施加在模拟岩心(18)上的压力值；清水储液罐(29)的顶部设有第四气体注入阀组(25)，高压氮气瓶(12)与第三气体注入阀组(161)连通的高承压管道与第四气体注入阀组(25)通过高承压管道相连，高压氮气瓶(12)与第三气体注入阀组(161)连通的高承压管道与第四气体注入阀组(25)相连的高承压管道上设有第二阀门(6)，第二阀门(6)控制自身所在管路的连通与断开；所述数据处理模块包括位移传感器(3)、数据采集终端(7)、电源(9)、电阻板(10)和测压探头(21)，位移传感器(3)等距分布且紧贴于模拟岩心(18)侧壁经串联后与数据采集终端电连接，电阻板(10)的端部穿过高压釜(1)与模拟岩心(18)相连，电阻板(10)的另一端通过电源(9)与数据采集终端(7)电连接，测压探头(21)端部穿过高压釜(1)与模拟井筒(2)内部相连，测压探头(21)在模拟井筒(2)内部的位置与位移传感器(3)的位置等高且对称布置，测压探头(21)的另一端与数据采集终端(7)电连接，数据采集终端(7)分别与第一压力表(8)和第五压力表(24)电连接；所述测压探头(21)的数量为三，数量为三的测压探头(21)与数据采集终端(7)之间分别设有第二压力表(20)、第三压力表(22)和第四压力表(23)，第二压力表(20)检测位于高压釜(1)上部的测压探头(21)所测得数据，第三压力表(22)检测位于高压釜(1)中部的测压探头(21)所测得数据，第四压力表(23)检测位于高压釜(1)底部的测压探头(21)所测得数据。 搜索马 克 数 据 网