井筒模拟机的制作方法

本实用新型涉及教学实验设备领域，具体是一种井筒模拟机。

背景技术：

石油钻井行业，井下实际情况复杂多变，目前各学校及科研院所的实验室通常只能使用软件建模的方法来模拟井下情况，通过在软件上设置相关参数来分析井筒内流体的变化，无法直观的观测到井筒内流体的变化，对于实验人员理解和分析井筒内流体的变化具有一定困难，通过一种能模拟井筒内环境并能直观地观察到内部流体变化的实验设备来理解和分析所要通过实验来得到的结果是非常必要的。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种井筒模拟机，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有模拟井筒内环境技术中存在的不能直观地观察到内部流体变化的的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种井筒模拟机，包括井筒、井筒筒盖、内筒、浮鞋、内筒筒盖、限位卡瓦和井壁模拟模块，井筒为上端开口下端封闭的透明筒形结构，井筒顶面上可拆卸固定安装有井筒筒盖，井筒筒盖中部设有上下贯通的内筒安装孔，内筒上端通过内筒安装孔穿出至井筒外，对应井筒筒盖上下方位置的内筒外侧上均可拆卸固定安装有一个限位限位卡瓦，对应上侧限位卡瓦上方位置的内筒外侧螺纹连接有内筒筒盖，内筒筒盖中部设有与内筒内部连通的竖向流道，内筒下端螺纹连接有浮鞋，井筒的左右两侧筒壁的上部设有均与井筒内部连通的进压孔和泄压孔，对应进压孔位置的井筒外侧固定安装有进压管线，对应泄压孔位置的井筒外侧固定安装有泄压管线，位于进压孔下方位置的筒壁上设有第一温度压力传感器，对应第一温度压力传感器下方位置的井筒的左右两侧筒壁上分别沿上下方向间隔设有若干个左右贯通的安装腔，每个安装腔中均安装有井壁模拟模块，井筒内底部固定安装有地层流体模拟管线和第二温度压力传感器。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述井壁模拟模块包括岩心、岩心安装座、安装板、调节螺杆、手轮及内螺纹端盖，安装腔外端开口处安装有封板，安装腔内由外至内依次安装有安装板、岩心安装座及岩心，岩心安装座与安装腔内壁滑动密封连接，岩心靠近岩心安装座的一侧内嵌有螺套，岩心安装座上设有螺纹连接于螺套内的安装螺杆，安装板通过螺栓固定安装在岩心安装座上，安装板中部设有第一安装通孔，对应安装通孔位置的岩心安装座上设有容纳腔，对应第一安装通孔位置的封板上设有第二安装通孔，调节螺杆的一端穿过第一安装通孔并穿设于容纳腔内，调节螺杆的另一端穿过第二安装通孔后固定连接有手轮，对应封板外侧的调节螺杆上螺纹连接有内螺纹端盖，内螺纹端盖通过螺栓固定安装在封板外侧，对应容纳腔内位置的调节螺杆侧壁向外延伸形成限位环台。

上述井筒为矩形筒体，井筒上的安装腔为横截面是矩形的腔室，岩心安装座包括矩形安装座本体，安装座本体外侧设有与安装腔内壁滑动密封连接的环形密封圈。

上述限位卡瓦包括圆环状限位卡瓦本体，限位卡瓦本体外侧沿圆周方向均布有贯通限位卡瓦本体的螺纹孔，螺纹孔内安装有定位螺栓。

上述还包括井筒移动支架，井筒移动支架包括左支架、右支架、底座和四根定位螺杆，底座下侧安装有行走轮，底座的左右两侧分别固定安装有左支架和右支架，左支架包括两根立柱和一个左右贯通且开口向上的u型挂耳座，两根立柱呈前后间隔竖直安装在底座上，挂耳座通过连杆固定安装在前后两根立柱之间，左支架的前后两根立柱沿竖直方向均设有左右贯通的条形调节槽，右支架与左支架结构相同，右支架与左支架呈左右对称设置在底座上，四根定位螺杆其中的两根定位螺杆穿设于左支架和右支架的前立柱上的调节槽中，另两根定位螺杆穿设于左支架和右支架的后立柱上的调节槽中，对应左支架左侧位置的四根定位螺杆上均螺纹连接有紧固螺母，对应右支架右侧位置的四根定位螺杆上均螺纹连接有紧固螺母，井筒的左右两部外侧分别固定安装有一根挂耳轴，井筒通过所述两根挂耳轴悬挂于左支架和右支架的两个挂耳座上，左支架的前立柱与挂耳座之间的距离小于井筒底端面与挂耳轴之间的距离，左支架的后立柱与挂耳座之间的距离小于井筒上端面与挂耳轴之间的距离。

本实用新型结构合理、操作简单，采用模拟地下井筒内的环境，通过改变压力、井壁模拟模块等因素，可直观地观察到井筒模拟机内流体的变化，为实验室进行井筒内流体流态分析提供实验设备支撑。

附图说明

附图1为本实用新型实施例一的主视剖视结构示意图。

附图2为本实用新型实施例一的俯视结构示意图。

附图3为附图1中的a处放大结构示意图。

附图4为本实用新型实施例二的主视结构示意图。

附图5为本实用新型实施例二在井筒倾斜一定角度状态下的左视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为井筒、2为井筒筒盖、3为内筒、4为内筒筒盖、5为限位卡瓦、6为第一温度压力传感器、7为安装腔、8为进压孔、9为泄压孔、10为进压管线、11为泄压管线、12为第二温度压力传感器、13为地层流体模拟管线、14为浮鞋、15为岩心、16为安装座本体、17为安装板、18为调节螺杆、19为手轮、20为螺套、21为安装螺杆、22为容纳腔、23为封板、24为限位环台、25为内螺纹端盖、26为立柱、27为连杆、28为定位螺杆、29为挂耳座、30为挂耳轴、31为调节槽、32为紧固螺母、33为行走轮、34为底座、35为密封圈。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书的附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

实施例一：如附图1-3所示，一种井筒模拟机，包括井筒1、井筒筒盖2、内筒3、浮鞋14、内筒筒盖4、限位卡瓦5和井壁模拟模块，井筒1为上端开口下端封闭的透明筒形结构，井筒1顶面上可拆卸固定安装有井筒筒盖2，井筒筒盖2中部设有上下贯通的内筒安装孔，内筒3上端通过内筒安装孔穿出至井筒1外，对应井筒筒盖2上下方位置的内筒3外侧上均可拆卸固定安装有一个限位卡瓦5，对应上侧限位卡瓦5上方位置的内筒3外侧螺纹连接有内筒筒盖4，内筒筒盖4中部设有与内筒3内部连通的竖向流道，内筒3下端螺纹连接有浮鞋14，井筒1的左右两侧筒壁的上部设有均与井筒1内部连通的进压孔8和泄压孔9，对应进压孔8位置的井筒1外侧固定安装有进压管线10，对应泄压孔9位置的井筒1外侧固定安装有泄压管线11，位于进压孔8下方位置的筒壁上设有第一温度压力传感器6，对应第一温度压力传感器6下方位置的井筒1的左右两侧筒壁上分别沿上下方向间隔设有若干个左右贯通的安装腔7，每个安装腔7中均安装有井壁模拟模块，井筒1内底部固定安装有地层流体模拟管线13和第二温度压力传感器12。两个限位限位卡瓦5分别和井筒筒盖2相接触，内筒3通过两个限位卡瓦5固定安装在井筒筒盖2上，根据需要，井筒1由耐高压玻璃制成，使用前，在井筒1内壁和井壁模拟模块涂抹表面活性剂，保证井筒1内部的流体循环时不附着在观察面上，影响观察结果；使用时，内筒筒盖4与进水管路连接，将含有岩屑、砂石的流体从内筒筒盖4上的流道注入，并经内筒3、浮鞋14进入井筒1内部，返至上部后，关闭泄压管线11，调节进水管路流体排量，使用进压管线10对井筒内增压，再通过地层流体模拟管线13向井筒1内部注入模拟地层中的流体，并通过第一温度压力传感器6和第二温度压力传感器12进行井筒1温度压力监测，透过透明井筒1可直观地观察到岩屑、沉沙等是否会在井壁堆积或形成涡流、沙桥等，通过更换不同的井壁模拟模块进行实验，可以直观地观察到不同形状的井壁对流体流态的影响。本实用新型结构合理、操作简单，采用模拟地下井筒内的环境，通过改变压力、井壁模拟模块等因素，可直观地观察到井筒模拟机内流体的变化，进而对井下实际情况有直观的理解，实现了为实验室进行井筒内流体流态分析提供实验设备支撑的目的。

可根据实际需要，对上述实施例一作进一步优化或/和改进：

如附图1、3所示，井壁模拟模块包括岩心15、岩心安装座、安装板17、调节螺杆18、手轮19及内螺纹端盖25，安装腔7外端开口处安装有封板23，安装腔7内由外至内依次安装有安装板17、岩心安装座及岩心15，岩心安装座与安装腔7内壁滑动密封连接，岩心15靠近岩心安装座的一侧内嵌有螺套20，岩心安装座上设有螺纹连接于螺套20内的安装螺杆21，安装板17通过螺栓固定安装在岩心安装座上，安装板17中部设有第一安装通孔，对应安装通孔位置的岩心安装座上设有容纳腔22，对应第一安装通孔位置的封板23上设有第二安装通孔，调节螺杆18的一端穿过第一安装通孔并穿设于容纳腔22内，调节螺杆18的另一端穿过第二安装通孔后固定连接有手轮19，对应封板23外侧位置的调节螺杆18上螺纹连接有内螺纹端盖25，内螺纹端盖25通过螺栓固定安装在封板23外侧，对应容纳腔22内位置的调节螺杆18侧壁向外延伸形成限位环台24。根据需求，限位环台24的外径小于容纳腔22的内径且大于第一安装通孔的直径，使用时，通过转动手轮19，使调节螺杆18带动岩心安装座移动，进而调整岩心15伸入井筒1内部的距离，每个岩心15可根据实验需要制成特定的形状，进而通过更换各个岩心安装座上的岩心15就可模拟出不同形状的井壁结构，从而可对多种不同形状的井壁进行模拟实验，由此可直观地观察到不同形状的井壁对流体流态的影响。

如附图1、2所示，井筒1为矩形筒体，井筒1上的安装腔7为横截面是矩形的腔室，岩心安装座包括矩形安装座本体16，安装座本体16外侧设有与安装腔内壁滑动密封连接的环形密封圈35。根据需要，岩心15呈与安装腔7的形状相配合棱柱状结构，岩心15的内端面形状根据实验具体需求设计，通过设置密封圈35对安装座本体16与安装腔7之间的间隙进行密封，可增强本实用新型的机械密封性。

如附图1、2所示，限位卡瓦5包括圆环状限位卡瓦本体，限位卡瓦本体外侧沿圆周方向均布有贯通限位卡瓦本体的螺纹孔，螺纹孔内安装有定位螺栓。通过设置限位卡瓦5可快速实现将牢固稳定地内筒固定安装在内筒筒盖4上。

实施例二：如附图4、5所示，该井筒模拟机还包括井筒移动支架，井筒移动支架包括左支架、右支架、底座34和四根定位螺杆28，底座34下侧安装有行走轮33，底座34的左右两侧分别固定安装有左支架和右支架，左支架包括两根立柱26和一个左右贯通且开口向上的u型挂耳座29，两根立柱26呈前后间隔竖直安装在底座34上，挂耳座29通过立柱27固定安装在前后两根立柱26之间，左支架的前后两根立柱26沿竖直方向均设有左右贯通的条形调节槽31，右支架与左支架结构相同，右支架与左支架呈左右对称设置在底座34上，四根定位螺杆28其中的两根定位螺杆28穿设于左支架和右支架的前立柱26上的调节槽31中，另两根定位螺杆28穿设于左支架和右支架的后立柱26上的调节槽31中，对应左支架左侧位置的四根定位螺杆28上均螺纹连接有紧固螺母32，对应右支架右侧位置的四根定位螺杆28上均螺纹连接有紧固螺母32，井筒1的左右两部外侧分别固定安装有一根挂耳轴30，井筒1通过所述两根挂耳轴30悬挂于左支架和右支架的两个挂耳座29上，左支架的前立柱26与挂耳座29之间的距离小于井筒1底端面与挂耳轴30之间的距离，左支架的后立柱26与挂耳座29之间的距离小于井筒1上端面与挂耳轴30之间的距离。使用时，将井筒1倾斜一定角度，使井筒1上端位于后方的两根定位螺杆28之间，井筒1下端位于前方的两根定位螺杆28之间，再分别上下调整定位螺杆28，并通过紧固螺母32将定位螺杆28定位，从而通过定位螺杆28使井筒1呈一定倾斜角度固定安装在移动支架上，通过井筒移动支架的设置，可实现将井筒模拟机呈不同的角度放置，以此来观察不同角度的井筒模拟机内流体的变化。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

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