一種模擬地層壓力的試驗裝置的制作方法

專利名稱：一種模擬地層壓力的試驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于油田、礦山等領域，具體涉及一種模擬地層壓力的試驗裝置，用于模擬不同巖性、不同滲透率的地層及地層壓力。
背景技術：
地層壓力是描述油藏的重要參數。利用地層壓力可以優化泥漿重度和當量循環密度，防止井涌、井噴、地層損害或意外的地層壓裂及循環漏失，幫助校正預測地層壓力的算法。利用地層壓力數據可提高鉆井效率，進行更好的現場決策，及時更新地質模型。用隨鉆地層壓力測量工具測量地層壓力，鉆頭剛鉆開地層即進行測試，鉆井液對所測地層污染小，壓力測量精度高，能更好地反應地層真實的壓力狀況。隨鉆地層壓力測量工具解決了在大斜度井、大位移井中傳統測量工具下入難等問題。現有技術中，專利號為99121376. 9的專利公開了一種設有穿入探頭的地層壓力測量裝置及其測量方法，該實用新型涉及一種用于測量與井孔相交的地層參數的裝置和方法，使用一個可在井孔內移動的工具體。工具體攜帶有驅動裝置，驅動裝置推動探頭在井眼內進行相應動作，在縮回位置與穿入井壁的伸出位置之間移動。當探頭移動到伸出位置時， 探頭對井壁上形成密封，探頭內的測量裝置可以測量地層參數，該實用新型為一種測量地層參數的井下裝置。專利號為200820210641. X的專利公開了一種隨鉆地層壓力檢測裝置，該實用新型由液壓泵、壓力傳感器、電路倉、減壓閥、推靠活塞等部件組成。能及時檢測并提供地層壓力，實現鉆井實時控制鉆井液柱壓力，該實用新型為石油鉆井用的一種隨鉆地層壓力檢測
直ο專利號為200910002450. 3的專利公開了石油鉆井用的一種隨鉆地層壓力測試裝置及方法，可以實現井底地層壓力數據的動態采集，并實時傳輸至地面。該實用新型由安裝在鉆柱底部的地面控制指令接收單元、環空封隔單元、地層壓力測試單元、數據上傳單元、 電源單元和地面數據處理單元組成。文獻“隨鉆地層測試技術及其應用”(請參考《測井技術》2005. 8)中介紹了 DFT隨鉆地層測試器，為一種隨鉆測量地層壓力的井下工具。DFT隨鉆地層測試器由雙封隔器、壓降泵、石英壓力計等部件組成，在地層幾乎未受污染的條件下測量地層壓力，減少了作用風險，節約了費用，具有較好的經濟效果。文獻“新型隨鉆地層壓力測試工具”(請參考《國外油田工程》2005. 11)中介紹了貝克休斯公司研發的TesTrak隨鉆地層壓力測試工具，該工具由智能控制系統、泵系統、壓力計等組成，具有基本測試與優化測試兩種測試模式。該工具可與其它井下工具組合隨鉆測量地層壓力。文獻“模擬地層條件下不同巖性抗壓強度試驗特征”(請參考《科技資訊》2010. 7) 中介紹了使用三軸巖石應力儀分析巖心的抗壓強度。該儀器通過液壓泵站在巖心兩端與四周施加液壓力，巖心兩端壓力逐漸升高，直至將巖心破壞，通過這樣的方法研究巖石力學性質。通過分析可知，目前相關技術多用于研究巖心抗壓強度、滲透率等試驗儀器設備中。通過流體介質向巖心端部施加壓力，進而研究巖心抵抗外力侵入的能力與流體通過巖心的滲透性能。而用于地層壓力測量的模擬地層壓力的試驗裝置及方法的相關研究還處于探索階段。另外，隨鉆地層壓力測量工具與其它井下測量儀器相比，結構復雜，其核心部件是微型化的機械、電子、液壓系統。隨鉆地層壓力測量工具的工作環境十分嚴酷，加上鉆柱內空間狹小，給測量工具的設計帶來很大的難度，也存在較大的技術風險。國內外在此技術領域內可供參考的技術資料很少，幾乎是空白。此外，由于油氣井鉆井現場處于偏遠地帶，在鉆井現場進行隨鉆地層壓力測量工具的原理與性能試驗，技術保障存在諸多困難，增加了試驗的難度；下井試驗時，影響油氣井正常鉆探工作的開展，導致成本增加。因此，為開展隨鉆地層壓力測量與其它技術研究，需要設計開發一套能夠在地面模擬地層壓力的模擬裝置。

實用新型內容本實用新型的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種模擬地層壓力的試驗裝置，可在室內模擬不同巖性、不同滲透率的地層及地層壓力，可用于隨鉆地層壓力測量短節的地面測試、校核與試驗，在地面模擬隨鉆地層壓力測試短節測量地層壓力的工作過程，也可作為隨鉆地層壓力測量控制算法的開發測試平臺。本實用新型是通過以下技術方案實現的一種模擬地層壓力的試驗裝置，包括模擬井筒5、地層巖心模擬模塊6、地層流體模擬模塊7、地層壓力模擬模塊10、數據處理及控制模塊9 ；所述模擬井筒5為筒狀結構，所述地層巖心模擬模塊6安裝在所述模擬井筒5的壁上，其一端與模擬井筒5的內腔相連通，另一端與地層流體模擬模塊7的一端相連通；地層流體模擬模塊7的另一端與地層壓力模擬模塊10相連通；在所述模擬井筒5的腔內放置被測試的隨鉆地層壓力測量短節；在所述地層巖心模擬模塊6和地層流體模擬模塊7之間的管路上裝有壓力傳感器 8 ；壓力傳感器8采集地層巖心模擬模塊6內的地層壓力信號，經A/D轉換與調制處理后送入數據處理及控制模塊9，與預設的地層壓力數字做比較，兩者的差值作為控制信號，控制地層壓力模擬模塊10的輸出壓力，使地層壓力模擬模塊10輸出的地層壓力與預先設定的地層壓力數字相近或相似；所述數據處理及控制模塊9采用工控機，包括數據采集處理系統和控制系統。所述模擬井筒5包括上端蓋1、井壁2、下端蓋3，上端蓋1安裝在井壁2的上端面， 下端蓋3安裝在井壁2的下端面，在所述井壁2上開有地層巖心模擬模塊安裝孔4，所述模擬井筒5的腔內放置測試隨鉆地層壓力測量短節。所述地層巖心模擬模塊6包括外安裝座M、法蘭盤25、高壓油口沈、模擬巖心安裝座27、巖心觀和密封件；所述模擬巖心安裝座27和外安裝座M均為一端帶法蘭的套筒狀結構，巖心觀外
5包裹有密封件，巖心觀及密封件一起安裝在所述模擬巖心安裝座27內，模擬巖心安裝座27 再安裝在外安裝座M內，模擬巖心安裝座27的法蘭的內端面與外安裝座M的法蘭的外端面接觸，模擬巖心安裝座27的法蘭的外端面與法蘭盤25接觸，通過螺栓將法蘭盤25、模擬巖心安裝座27和外安裝座M固定在一起；所述外安裝座M固定在模擬井筒5的井壁2上，模擬巖心安裝座27 —端插入地層巖心模擬模塊安裝孔4內，在法蘭盤25的中心安裝有高壓油口 26，模擬地層流體通過高壓油口沈進入巖心28，再通過巖心28滲透進入模擬井筒5內。所述地層流體模擬模塊7為液壓缸結構，缸體內裝有活塞19，活塞19將缸體分為兩個腔，活塞19的一側為高壓液壓油腔18，另一側為模擬地層流體腔20 ；在所述高壓液壓油腔18 —側開有液壓油入口 17，在高壓液壓油腔18上端開有排氣口 23 ；在所述模擬地層流體腔20的一側開有模擬地層流體出口 21，在模擬地層流體腔 20的上端開有模擬地層流體注入口 22 ；所述液壓油入口 17與地層壓力模擬模塊10相連通，所述模擬地層流體出口 21與地層巖心模擬模塊6上的高壓油口沈相連通；所述地層壓力模擬模塊10包括電磁閥11、增壓缸12、調速閥13、電磁換向閥14、 液壓泵15和電機；電機與液壓泵15相連，電磁換向閥14的第一個接口與液壓泵15相連通，第二個接口與冷卻器相連通，冷卻器與過濾器相連通，第三個接口通過雙向液壓鎖與調速閥13的接口相通，調速閥13與增壓缸12的下腔相連通，第四個接口通過雙向液壓鎖與增壓缸12 的上腔連通；增壓缸12的上腔也與電磁閥11連通；液壓泵15的出油口還接有溢流閥。工控機控制液壓泵15的輸出壓力。所述密封件為一金屬包裹體，是通過澆注的方式包裹在巖心28外的，其與巖心28 緊密結合成為一體。數據處理及控制模塊9的功能由一臺工控機完成，包括數據采集處理模塊、控制模塊和電源管理模塊；壓力傳感器8采集地層巖心模擬模塊6內的地層壓力信號，經調理電路整形、濾波后輸入到A/D轉換電路，A/D轉換電路對各通道信號進行模擬數字轉換后將地層壓力數據傳輸到數據采集處理模塊，數據采集處理模塊完成各部分電路的接口和對數據的數字信號處理，同時電源管理模塊管理其它模塊的供電以降低功耗；控制模塊控制液壓泵15的輸出壓力。與現有技術相比，本實用新型的有益效果是(1)本實用新型提供了一種模擬地層壓力的試驗裝置，能在室內模擬不同巖性、不同滲透率的地層及地層壓力；(2)通過該裝置，可以進行隨鉆地層壓力測量短節的室內試驗，在地面模擬隨鉆地層壓力測試短節測量地層壓力的工作過程，可作為隨鉆地層壓力測量短節的測試平臺與隨鉆地層壓力測量控制算法的開發平臺；(3)該裝置避免了在鉆井現場進行隨鉆地層壓力測量短節試驗時設備搬遷、操作維護不便，影響鉆井進度、增大鉆井成本等問題，降低了試驗難度，提高了經濟效益。

6[0040]圖1是本實用新型模擬地層壓力的試驗裝置的原理圖。圖2是本實用新型模擬地層壓力的試驗裝置中的模擬井筒的結構示意圖。圖3是本實用新型模擬地層壓力的試驗裝置中的地層流體模擬模塊的結構示意圖。圖4是本實用新型模擬地層壓力的試驗裝置中的地層巖心模擬模塊的結構示意圖。其中，1為上端蓋，2為井壁，3為下端蓋，4為地層巖心模擬模塊安裝孔，5為模擬井筒，6為地層巖心模擬模塊，7為地層流體模擬模塊，8為壓力傳感器，9為數據處理及控制模塊，10為地層壓力模擬模塊，11為電磁閥，12為增壓缸，13為調速閥，14為換向閥，15為液壓泵，16為巖心端面，17為高壓液油入口，18為高壓液壓油腔，19為活塞，20為模擬地層流體腔，21為模擬地層流體出口，22為模擬地層流體注入口，23為排氣口，24為外安裝座，25 為法蘭，26為高壓油口，27為巖心安裝座，28為巖心。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細描述如圖1所示，一種模擬地層壓力的試驗裝置，包括模擬井筒5、地層巖心模擬模塊 6、地層流體模擬模塊7、地層壓力模擬模塊10、數據處理及控制模塊9。本實用新型為在地面模擬井下地層壓力的裝置。所述模擬井筒5為筒狀結構，在其筒壁上開有地層巖心模擬模塊安裝孔4，所述地層巖心模擬模塊6安裝在所述地層巖心模擬模塊安裝孔內，其一端與模擬井筒5的內腔相連通，另一端與地層流體模擬模塊7的一端相連通；地層流體模擬模塊7的另一端與地層壓力模擬模塊10相連通；在所述地層巖心模擬模塊6和地層流體模擬模塊7之間的管路上裝有傳感器8 ；數據處理及控制模塊通過壓力傳感器8采集增壓缸輸出的地層壓力信號，經A/D 轉換與調制處理送入工控機，與預設的地層壓力數字做比較，兩者的差值作為控制信號， 控制液壓泵15的輸出壓力，使增壓缸輸出的地層壓力與預先設定的地層壓力數字相近或相似。(1)模擬井筒如圖2所示，模擬井筒為筒狀結構，包括上端蓋1、井壁2、下端蓋3，上端蓋1安裝在井壁2的上端面，下端蓋3安裝在井壁2的下端面，在所述井壁2上開有地層巖心模擬模塊安裝孔4，所述模擬井筒的內部形成了測試隨鉆地層壓力測量短節的空間。實際應用時， 根據鉆井實際井眼環境與尺寸對模擬井筒進行耐高溫高壓設計，內徑可以設計為6. 75 9. 5英寸，但不限于這些尺寸。(2)地層巖心模擬模塊如圖1第6部分所示，地層巖心模擬模塊6安裝在模擬井筒外壁上，一端與模擬井筒內部相連通，另一端與地層流體模擬模塊7相連通；在所述地層巖心模擬模塊6內裝有巖心，根據試驗需求，可更換不同巖性、不同滲透率的巖心來模擬真實地層。巖心外圍經過特殊封裝處理，有較好的密封效果，在較高壓力作用下，使得模擬地層流體只能經過巖心內部滲入到模擬井筒，而不從巖心與巖心安裝座之間滲入模擬井筒。圖4所示的是地層巖心模擬模塊的原理圖，如圖4所示，地層巖心模擬模塊6包括
7外安裝座對、法蘭盤25、高壓油口沈、模擬巖心安裝座27、巖心觀；所述模擬巖心安裝座27 和外安裝座M均為一端帶法蘭的套筒狀結構，巖心觀外包裹有密封件(所述密封件為一金屬包裹體，是通過澆注的方式包裹在巖心觀外的，其與巖心觀緊密結合成為一體。)，巖心觀及密封件一起安裝在所述模擬巖心安裝座27內，模擬巖心安裝座27再安裝在外安裝座M內，模擬巖心安裝座27的法蘭的內端面與外安裝座M的法蘭的外端面接觸，模擬巖心安裝座27的法蘭的外端面與法蘭盤25接觸，通過螺栓將法蘭盤25、模擬巖心安裝座27 和外安裝座M固定在一起；法蘭盤25對地層巖心模擬模塊6進行密封。所述外安裝座M固定在模擬井筒5的井壁2上，巖心安裝座27 —端插入地層巖心模擬模塊安裝孔4內，在法蘭盤25的中心安裝高壓油口 26，高壓油通過高壓油口沈進入巖心28，再通過巖心28滲透進入模擬井筒5內。使用時，打開法蘭盤25，將巖心觀及密封件放入模擬巖心安裝座27內，根據試驗要求可更換不同巖性及滲透率的巖心。巖心觀放置完成后，用法蘭盤25將地層巖心模擬模塊6密封。巖心28經過密封處理(此處的密封處理就是指上述的在巖心28外面包裹有密封件。)，其外圍的密封件可防止模擬地層流體從巖心安裝座27與巖心觀之間滲入模擬井筒5，而是讓模擬地層流體從巖心觀滲透到模擬井筒5內。(3)地層流體模擬模塊如圖1第7部分所示，地層流體模擬模塊7安裝在地層巖心模擬模塊6與地層壓力模擬模塊10之間。其一端連通高壓油液，另一端與地層巖心模擬模塊6相連通。根據試驗要求，可更換不同性質的流體來模擬真實地層流體，模擬不同壓力下，不同性質的地層流體在不同巖性、不同滲透率的巖心內的滲流，進而可研究隨鉆地層壓力測量控制算法。圖3所示的是地層流體模擬模塊7的原理圖，所述地層流體模擬模塊7為液壓缸結構，缸體內裝有活塞19，活塞19將缸體分為兩個腔，活塞19的一側為高壓液壓油腔18， 另一側為模擬地層流體腔20 ；在所述高壓液壓油腔18—側開有液壓油入口 17，在高壓液壓油腔18上端開有排氣口 23，在所述模擬地層流體腔20的一側開有模擬地層流體出口 21， 在模擬地層流體腔20的上端開有模擬地層流體注入口 22 ；所述液壓油入口 17與地層壓力模擬模塊10相連通，所述模擬地層流體出口 21與地層巖心模擬模塊6上的高壓油口沈相連通。高壓液壓油通過液壓油入口 17進入地層流體模擬模塊7的高壓液壓油腔18內， 液壓油作用在活塞19上。活塞19的另一側是模擬地層流體腔20。活塞19將高壓液壓油腔18與模擬地層流體腔20隔離開來，防止液壓油污染地層流體，影響試驗效果。試驗過程中，模擬地層流體經模擬地層流體出口 21進入地層巖心模擬模塊6內，因此地層流體會有所損失，體積減少。試驗結束后，打開排氣口 23，通過地層流體注入口 22向地層流體模擬裝置補充地層流體，供下次試驗使用。(4)地層壓力模擬模塊如圖1所示，地層壓力模擬模塊10向地層流體模擬模塊7提供不同壓力的高壓油，用來模擬地層壓力。該模塊包括電磁閥11、增壓缸12、調速閥13、電磁換向閥14、液壓泵15和電機。液壓油的壓力通過地層流體模擬模塊作用在地層巖心模擬模塊內的巖心上， 來模擬真實的地層壓力。液壓泵的輸出壓力有限，為模擬更大壓力范圍的地層壓力，采用增壓缸放大液壓泵輸出壓力的方法模擬地層壓力。
8[0064]電機與液壓泵15相連，電磁換向閥14的第一個接口與液壓泵15相連通，第二個接口與冷卻器相連通，冷卻器與過濾器相連通，第三個接口通過雙向液壓鎖與調速閥13的接口相通，調速閥13與增壓缸12的下腔相連通，第四個接口通過雙向液壓鎖與增壓缸12 的上腔連通。增壓缸12的上腔也與電磁閥11連通。液壓泵15的出油口還接有溢流閥。使用時，向電動機供電，帶動液壓泵15回轉，高壓液壓油經過換向閥14，再通過雙向液壓鎖與調速閥13進入增壓缸12的下腔，通過增壓缸12的增壓作用，高壓油的壓力數值在增壓缸12的上腔被放大，通過電磁閥11后進入地層流體模擬模塊7，然后作用在地層巖心模擬模塊6內的巖心上，模擬地層壓力。換向閥14控制增壓缸12內活塞的運動方向， 高壓油進入增壓缸12的下腔，活塞向上運動到增壓缸12的上腔頂端后，控制換向閥14，關閉電磁閥11，高壓油作用在增壓缸12的上腔頂端，活塞向下運動，回到增壓缸12的下腔低端，恢復初始狀態。需要再次增壓時，控制換向閥14，使高壓油進入液壓缸12的下腔，活塞再次向上運動，放大液壓泵15的輸出壓力，模擬地層壓力。調速閥13控制液壓缸12內的活塞運動速度，使液壓缸12上腔的壓力勻速增大，保持地層壓力增長的穩定性，提高地層壓力控制精度。當地層壓力升高到預先設定的數值后，電磁閥11可切斷地層流體模擬模塊 7的液壓源，進而保持地層巖心模擬模塊6內的地層壓力。此時液壓泵15可停止轉動，節省能量。當地層壓力減小時，控制系統自動開啟液壓泵15，繼續通過地層流體模擬模塊7向地層巖心模擬模塊6內的巖心提供模擬地層流體，直到地層壓力與預設值相近，液壓泵15 再次停止運轉。(5)數據處理及控制模塊數據處理及控制模塊通過壓力傳感器8采集增壓缸輸出的地層壓力信號，經A/D 轉換與調制處理送入工控機，與預設的地層壓力數字做比較，兩者的差值作為控制信號，控制液壓泵15的輸出壓力，使增壓缸輸出的地層壓力與預先設定的地層壓力數字相近或相似，達到精確閉環反饋控制地層壓力的目的。如圖1第9部分所示。數據處理及控制模塊9的功能由一臺工控機完成，包括數據采集處理模塊、控制模塊和電源管理模塊。其中數據采集處理模塊的工作原理為壓力傳感器8采集地層巖心模擬模塊6內的地層壓力信號(也就是地層壓力模擬模塊10的輸入壓力)，經調理電路整形、濾波后輸入到A/D轉換電路，A/D轉換電路對各通道信號進行模擬數字轉換后將地層壓力數據傳輸到數據采集處理模塊，數據采集處理模塊完成各部分電路的接口和對數據的數字信號處理，同時電源管理模塊管理其它模塊的供電以降低功耗。控制模塊的工作原理是工控機控制液壓泵15的輸出壓力，向地層流體模擬模塊 7輸入高壓油，然后地層巖心模擬模塊6內模擬地層流體壓力升高，來模擬地層壓力。壓力傳感器8檢測地層巖心模擬模塊6內的地層壓力，與預先設定的地層壓力值做比較，產生的差值作為液壓泵15的控制量，控制液壓泵15的輸出壓力，進而使增壓缸12的輸出壓力接近或達到預先設定的地層壓力后，工控機根據保壓要求，使液壓泵15停止運轉，關閉電磁閥11，這樣地層巖心模擬模塊6內的地層壓力保持穩定。控制系統具有自動開機、分段加壓、自動停機保壓、自動卸壓、壓力自動補償等功能，提高地層壓力的控制精度。本實用新型應用于油氣勘探、開發中，實現地層壓力隨鉆測量工具開發過程中的地面試驗和仿真測試。隨鉆測量地層壓力是目前石油鉆井中急需解決的技術之一，隨鉆地層壓力測量工具的結構復雜，設計和加工技術要求高、難度大，因此在研發過程中需要一套
9地面裝置進行試驗與仿真調試。同時，入井產品也需要在地面進行大量的試驗，以確保工具的可靠性和入井安全。對一些低滲透率的地層來說，在規定的測量時間內無法達到壓力平衡，完成測試任務，需要一套數學模型來進行壓力恢復的計算，本實用新型的模擬裝置可作為壓力測量算法的研究平臺。隨著地層壓力隨鉆測量工具的廣泛應用，本實用新型必將會發揮重要作用。 上述技術方案只是本實用新型的一種實施方式，對于本領域內的技術人員而言， 在本實用新型公開了原理的基礎上，很容易做出各種類型的改進或變形，而不僅限于本實用新型上述具體實施方式
所描述的方法，因此前面描述的方式只是優選的，而并不具有限制性的意義。
權利要求1.一種模擬地層壓力的試驗裝置，其特征在于所述模擬地層壓力的試驗裝置包括模擬井筒(5)、地層巖心模擬模塊(6)、地層流體模擬模塊(7)、地層壓力模擬模塊(10)、數據處理及控制模塊(9)；所述模擬井筒( 為筒狀結構，所述地層巖心模擬模塊(6)安裝在所述模擬井筒(5) 的壁上，其一端與模擬井筒( 的內腔相連通，另一端與地層流體模擬模塊(7)的一端相連通；地層流體模擬模塊(7)的另一端與地層壓力模擬模塊(10)相連通；在所述模擬井筒(5)的腔內放置被測試的隨鉆地層壓力測量短節；在所述地層巖心模擬模塊(6)和地層流體模擬模塊(7)之間的管路上裝有壓力傳感器⑶；壓力傳感器(8)采集地層巖心模擬模塊(6)內的地層壓力信號，經A/D轉換與調制處理后送入數據處理及控制模塊(9)。
2.根據權利要求1所述的模擬地層壓力的試驗裝置，其特征在于所述模擬井筒(5) 包括上端蓋⑴、井壁⑵、下端蓋⑶；上端蓋⑴安裝在井壁⑵的上端面，下端蓋⑶安裝在井壁(2)的下端面，在所述井壁(2)上開有地層巖心模擬模塊安裝孔G)。
3.根據權利要求2所述的模擬地層壓力的試驗裝置，其特征在于所述地層巖心模擬模塊(6)包括外安裝座(24)、法蘭盤(25)、高壓油口 (26)、模擬巖心安裝座(27)、巖心(28) 和密封件；所述模擬巖心安裝座(XT)和外安裝座04)均為一端帶法蘭的套筒狀結構，巖心08) 外包裹有密封件，巖心08)及密封件一起安裝在所述模擬巖心安裝座(XT)內，模擬巖心安裝座(XT)再安裝在外安裝座04)內，模擬巖心安裝座(XT)的法蘭的內端面與外安裝座 (24)的法蘭的外端面接觸，模擬巖心安裝座(XT)的法蘭的外端面與法蘭盤0 接觸，通過螺栓將法蘭盤(25)、模擬巖心安裝座(XT)和外安裝座04)固定在一起；所述外安裝座04)固定在模擬井筒(5)的井壁( 上，模擬巖心安裝座(XT) 一端插入地層巖心模擬模塊安裝孔內，在法蘭盤0 的中心安裝有高壓油口( )，模擬地層流體通過高壓油口(26)進入巖心( )，再通過巖心08)滲透進入模擬井筒(5)內。
4.根據權利要求3所述的模擬地層壓力的試驗裝置，其特征在于所述地層流體模擬模塊⑵為液壓缸結構，缸體內裝有活塞(19)，活塞(19)將缸體分為兩個腔，活塞(19)的一側為高壓液壓油腔(18)，另一側為模擬地層流體腔00)；在所述高壓液壓油腔(18) —側開有液壓油入口(17)，在高壓液壓油腔(18)上端開有排氣口 (23)；在所述模擬地層流體腔00)的一側開有模擬地層流體出口(21)，在模擬地層流體腔 (20)的上端開有模擬地層流體注入口 02)；所述液壓油入口(17)與地層壓力模擬模塊(10)相連通，所述模擬地層流體出口與地層巖心模擬模塊(6)上的高壓油口 06)相連通。
5.根據權利要求4所述的模擬地層壓力的試驗裝置，其特征在于所述地層壓力模擬模塊(10)包括電磁閥(11)、增壓缸(12)、調速閥(13)、電磁換向閥(14)、液壓泵(15)和電機；電機與液壓泵(1 相連，電磁換向閥(14)的第一個接口與液壓泵(1 相連通，第二個接口與冷卻器相連通，冷卻器與過濾器相連通，第三個接口通過雙向液壓鎖與調速閥(13)的接口相通，調速閥(1 與增壓缸(1 的下腔相連通，第四個接口通過雙向液壓鎖與增壓缸(12)的上腔連通；增壓缸(12)的上腔也與電磁閥(11)連通；液壓泵(15)的出油口接有溢流閥；工控機控制液壓泵15的輸出壓力。
6.根據權利要求3所述的模擬地層壓力的試驗裝置，其特征在于所述密封件為一金屬包裹體，是通過澆注的方式包裹在巖心08)外的，其與巖心08)緊密結合成為一體。
7.根據權利要求1所述的模擬地層壓力的試驗裝置，其特征在于所述數據處理及控制模塊(9)的功能由一臺工控機完成，包括數據采集處理模塊、控制模塊和電源管理模塊； 壓力傳感器8采集地層巖心模擬模塊(6)內的地層壓力信號，經調理電路整形、濾波后輸入到A/D轉換電路，A/D轉換電路對各通道信號進行模擬數字轉換后將地層壓力數據傳輸到數據采集處理模塊，數據采集處理模塊完成各部分電路的接口和對數據的數字信號處理， 同時電源管理模塊管理其它模塊的供電以降低功耗；控制模塊控制液壓泵(1 的輸出壓力。
專利摘要本實用新型提供了一種模擬地層壓力的試驗裝置，屬于油田、礦山等領域。本裝置包括模擬井筒(5)、地層巖心模擬模塊(6)、地層流體模擬模塊(7)、地層壓力模擬模塊(10)、數據處理及控制模塊(9)。利用本裝置可以在室內模擬不同巖性、不同滲透率的地層及地層壓力；可以進行隨鉆地層壓力測量短節的室內試驗，驗證測量短節的測試準確性。本裝置可作為隨鉆地層壓力測量短節的測試平臺以及隨鉆地層壓力測量控制算法的開發平臺。本裝置避免了在鉆井現場進行隨鉆地層壓力測量短節試驗時的設備搬遷、操作維護不便，影響鉆井進度、增大鉆井成本等問題，降低了試驗難度，提高了經濟效益。
文檔編號E21B49/00GK202148901SQ201120121779
公開日2012年2月22日 申請日期2011年4月22日 優先權日2011年4月22日
發明者凌勇, 劉宇輝, 曾義金, 楊春國, 牛新明, 王強, 鄭俊華, 高炳堂 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院, 四川航天技術研究院