一种变缝宽井筒堵漏模拟实验装置
技术领域
本实用新型涉及石油与天然气行业实验设备技术，具体地说涉及一种变缝宽井筒堵漏模拟实验装置，用于评价堵漏浆封堵效果，属于钻井实验设备技术领域。
背景技术
井漏是石油勘探开发过程中普遍存在的一种现象，井漏的发生不仅造成工作液成本的增加，同时易引发井喷、卡钻、井塌等井下复杂事故，严重时可导致部分井段或全井段报废，造成重大的经济损失。因此，实际生产作业中，必须针对不同类型漏失配制堵漏浆进行及时封堵，减少钻井的经济损失并降低工程风险，为了提高现场封堵的实施效果，需要通过实验装置模拟井下情况，验证堵漏材料的堵漏效果，为堵漏方案的改进和优化提供科学的实验依据。
国外早在二十世纪六十年代初即已研制出堵漏评价实验装置，到二十世纪八十年代末，已有众多类型和不同功用的堵漏实验设备用于理论研究和堵漏作业效果评价。我国从二十世纪八十年代中期开始，也相继研制或参照国外经验改进了一批堵漏评价实验装置，并取得了相应的成果。但是，由于堵漏材料自适应性不强，缺乏更为科学的防漏堵漏评价实验技术，井漏问题仍没有得到很好的解决，特别对于如何模拟复杂漏失地层、并对其进行堵漏模拟评价至关重要。
目前室内广泛采用的堵漏实验装置结构复杂，操作周期长，拆卸清洗困难；同时面对堵漏过程中因井筒压力增大而导致裂缝张开的这一工况，无法实现模拟，只能通过更换缝板重新开展实验。
实用新型内容
本实用新型目的是为了解决现有的井筒堵漏模拟装置结构复杂，生产成本高等缺陷，提供了一种变缝宽井筒堵漏模拟实验装置，通过定量控制裂缝宽度，进行不同井筒压力下裂缝张开程度不同的井漏封堵评价，装置结构简单，便于拆洗。
本实用新型所采用的技术方案是，一种变缝宽井筒堵漏模拟实验装置，该装置上到下包括密封盖结构，井筒结构及底座结构，各结构之间通过密封螺纹及其配套螺钉连接固定。
所述密封盖结构包括密封盖主体，氮气进气口，压力模块，密封螺纹；所述密封盖主体为圆柱形密封盖；所述氮气进气口位于所述密封盖主体轴心处；所述压力模块位于所述氮气进气口上方，所述压力模块包括压力传感器及压力显示器；所述密封螺纹孔分布在所述密封盖主体边缘处；
所述井筒结构包括井筒主体，堵漏浆进液口，滑动模块组(包括刻度尺，固定卡槽，滑块)，滑槽，方形孔，固定模块；所述井筒主体为环形圆柱体结构，与所述密封盖主体通过所述密封螺纹及其配套螺钉紧固密封；所述堵漏浆进液口位于所述井筒主体，靠近其上缘处；所述滑槽位于所述井筒主体侧面并与其焊接；所述滑动模块组由所述滑槽约束在所述井筒主体外表面，所述刻度尺位于所述滑动模块组上部，所述固定卡槽位于所述滑动模块组中部，所述滑块位于所述滑动模块组下部；所述方形孔位于所述井筒结构下边缘处，所述滑动模块组下部滑块与固定模块相吻合，所述固定模块上端与所述方形孔下端平齐且长度相等。
所述底座结构包括底座主体，插销固定槽孔，插销，排液口，底座密封螺纹；所述底座主体为方形体，内部为圆柱体中空结构；所述插销固定槽孔位于所述底座主体靠近上边缘处；所述插销穿过所述插销固定槽孔与所述滑块固定卡槽吻合；所述排液口位于所述底座主体内表面下缘处；所述底座主体通过底座密封螺纹及其配套螺钉紧固密封。
通过所述密封盖结构，所述井筒结构及所述底座结构的相互连接配合，实现了所述变缝宽井筒堵漏模拟实验装置的裂缝宽度灵活调整和装置拆洗简化。
作为优选的，所述密封盖主体及所述井筒主体采用强度高、耐腐蚀性强的奥氏体不锈钢。
作为优选的，所述密封盖主体厚度为40mm，通过4个圆周阵列的密封螺纹与所述井筒主体密封固接，密封螺纹数量依据实验密封效果需求调整。
作为优选的，所述压力模块的压力传感器简化设计在所述密封盖主体内部，压力显示器设计在所述密封盖主体表面。
作为优选的，所述井筒主体最低极限容量为6L，最大极限容量12L。
作为优选的，所述堵漏浆进液口和所述氮气进气口为凸起结构，凸出长度为20-30mm。
作为优选的，所述方形孔尺寸为长40mm×宽40mm×厚5mm，距离所述底座下表面40mm，其具体形状尺寸根据实验需求调整。
作为优选的，所述滑块材料采用低合金高强度钢Q345R，与滑槽接触部分包裹软质聚氨酯泡沫外套。
作为优选的，所述刻度尺的度量范围为0-10mm，所述滑块尺寸为长40mm×宽40mm×厚50mm，所述固定卡槽间距2mm。
作为优选的，所述固定模块尺寸为长40mm×宽30mm×厚50mm。
作为优选的，所述底座密封螺纹呈圆周阵列，数量根据实验密封固定效果需求调整。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型结构合理，设计新颖，实用性极强。一种变缝宽井筒堵漏模拟实验装置通过三个结构版块的相互连接和配合，在设计上有效克服传统井筒堵漏模拟实验装置结构复杂、拆卸困难等难题；本实用新型所述装置工艺简单，结构抗压能力强，且材料成本低，具有强大的市场竞争力。
2、在井筒堵漏模拟实验过程中，配合刻度尺，调整滑块在滑槽内部的移动，从而便捷调整裂缝宽度，相比传统裂缝堵漏评价模拟装置需频繁更换不同裂缝模块来说极大提高了实验操作效率；底座的排液口设计同步实验过程，回收浆液，测量漏失量，减少原料损耗，废液可集中处理保护环境；底座设计可约束井筒，防止紧急实验事故，降低实验风险。
附图说明
图1是本实用新型一种变缝宽井筒堵漏模拟实验装置的结构示意图；
图2是本实用新型整体结构主视图的剖视截面图；
图3是本实用新型整体结构俯视图；
图4是本实用新型所述滑块局部细节图。
图中：1.密封盖主体，2.氮气进气口，3.压力模块，4.密封螺纹，5.井筒主体，6.堵漏浆进液口，7.滑动模块组，7-1.刻度尺，7-2.固定卡槽，7-3.滑块，8.固定模块，9.滑槽，10.方形孔，11.底座主体，12.插销固定槽孔，13.插销，14.排液口，15.底座密封螺纹
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型是一种变缝宽井道堵漏模拟实验装置，主要由密封盖主体1，氮气进气口2，压力模块3，密封螺纹4，井筒主体5，堵漏浆进液口6，滑动模块组7，刻度尺7-1，固定卡槽7-2，滑块7-3，固定模块8，滑槽9，方形孔10，底座主体11，插销固定槽孔12，插销13，排液口14，底座密封螺纹15组成。实验步骤如下：
①实验前，实验人员先根据实验需求配置好实验所需原材料，即实验用堵漏浆；将井筒主体5通过底座密封螺纹15及其配套螺钉固定在底座主体11之上，再将密封盖主体1通过密封螺纹4及其配套螺钉密封固定在井筒主体5上方；将滑动模块组7降低至与固定模块8完全吻合密封，将插销13穿过插销固定槽孔12并与固定卡槽7-2吻合，完成滑动模块组7的固定，进一步提高密封稳定性，将实验用堵漏浆定量从堵漏浆进液口6注入。
②实验开始，将实验用氮气通过氮气进气口2注入井筒主体5内部，注入期间应保证堵漏浆进液口6完全密封，防止气体泄露导致气压不稳；待氮气注入加压至实验设定值后停止注入，同时观测压力模块3显示读数，防止压力过高导致内部器件变形磨损。
具体地，将插销13抽出一定距离，根据所加压力的大小，将滑动模块组7提升1-5mm，形成实验所需裂缝大小，再将插销13吻合固定卡槽7-2，完成滑动模块组7的再次固定；堵漏浆通过该裂缝，流进底座主体11，此时将底座主体11下部的排液口打开，回收浆液，测量漏失浆液量，需同时观测裂缝处封堵效果变化情况，以及压力模块3压力显示读数，及时通入氮气以补充压力，防止打开裂缝后压力骤减导致测试不准，待堵漏浆内材料将裂缝完全封堵之后，继续加压到既定实验数值，评价堵漏材料的封堵性能，及承压强度。
③模拟漏失过程中随着井筒内部压力增大而导致裂缝张开的情况，抽离插销13，将滑动模块组7再次提高相应距离后固定，形成该压力下实验所需裂缝长度，需同时观测裂缝处封堵稳定性变化情况，以及压力模块3压力显示读数，记录相应数值。
④实验结束，抽离插销13，将将滑动模块组7再次提高一定距离，待封堵层失去强度被冲出后合上插销13，排出井筒主体5多余堵漏浆及气体，卸掉其内部的压力，直至压力模块3压力示数接近室压后，打开堵漏浆进液口6后拆卸密封盖主体1；进一步地，旋开底座密封螺纹14的螺钉，取出井筒，分别清洗井筒主体5，密封盖主体1，底座主体11及滑动模块组7等相关部件。
上述步骤为本实用新型所述变缝宽井筒堵漏模拟实验装置的一个工作周期，当需要进行不同堵漏浆对比评价实验时，按照上述步骤依次开展实验，并严格遵照实验步骤。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，例如滑动模块组7，固定模块8，滑槽9，方形孔10的形状尺寸等，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围，由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
