申请/专利权人：中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院;中国石油大学(北京)

申请日：2021-12-24

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN114495675B

主分类号：G09B23/40

分类号：G09B23/40;G01D21/02;B01J19/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2022.05.31#实质审查的生效;2022.05.13#公开

摘要：本发明提供了一种天然气水合物钻井循环模拟实验装置及方法。该模拟实验装置，包括：反应釜，控温系统，双层循环管系统，万能试验机，内管提升机构，温度压力传感器；反应釜的釜体底部设有进气口和传感器接口；反应釜的釜体位于控温系统内；双层循环管系统包括由外至内贯穿反应釜釜盖的表层导管和内管、二者可以独立运动；表层导管的底端开口、顶部设有钻井液出口；内管的顶部设有钻井液入口、底端连接有钻头，该钻头设有钻井液喷射口；万能试验机与表层导管的顶部连接；内管提升机构与内管的顶部连接；温度压力传感器伸入反应釜的内腔。本发明还提供在上述实验装置中进行的模拟实验方法，该方法能够模拟深海海底天然气水合物钻井循环动态过程。

主权项：1.一种天然气水合物钻井循环模拟实验方法，其是在天然气水合物钻井循环模拟实验装置中进行的，所述模拟实验装置包括：反应釜，控温系统，双层循环管系统，万能试验机，内管提升机构，温度压力传感器；所述反应釜的内腔用于容纳模拟土样，所述反应釜的釜体底部设有进气口和传感器接口；所述控温系统用于调节所述反应釜的釜体内腔的温度，所述反应釜的釜体位于所述控温系统内；所述双层循环管系统包括表层导管以及位于表层导管内部的内管，所述表层导管和内管由外至内贯穿所述反应釜的釜盖，所述表层导管和所述内管能够独立运动；所述表层导管的底端开口，所述表层导管的顶部设有钻井液出口；所述内管的顶部设有钻井液入口，所述内管的底端连接有钻头、该钻头设有钻井液喷射口；所述万能试验机与所述表层导管的顶部连接，所述万能试验机用于控制所述表层导管的位移、向所述表层导管施加载荷、测量表层导管的位移以及受力情况；所述内管提升机构与所述内管的顶部连接、用于控制所述内管的运动；所述温度压力传感器通过反应釜的传感器接口伸入反应釜的内腔；该实验方法包括：S1、将模拟土样装入反应釜的内腔中形成水合物模拟地层，将表层导管插入水合物模拟地层中，向反应釜的内腔注入气体直至内腔压力达到预定模拟压力、同时对反应釜进行降温直至反应釜的内腔温度达到预定模拟温度，保持反应釜内腔的温度和压力恒定，形成水合物模拟地层；S3、在形成水合物模拟地层之后，进行钻井模拟实验，所述钻井模拟实验包括：使内管向下运动插入水合物模拟地层中，在内管与表层导管之间的环空循环钻井液，当钻头达到水合物模拟地层的底部时停止运动，完成钻井模拟实验；S5、在钻头停止运动后，进行水合物承载力测试，该测试包括：向表层导管施加载荷，控制表层导管在水合物模拟地层中下降，当表层导管达到指定深度时停止下降；然后控制表层导管上提，直至表层导管不与模拟地层的地表接触，记录表层导管在下降和上提过程中的侧面受力情况，根据表层导管侧面受力结果和对表层导管施加的载荷计算水合物层与表层导管之间的侧向摩阻力，得到水合物承载力的测试结果。

全文数据：

权利要求：

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