井筒清洁模拟系统的制作方法

1.本公开涉及钻井设备技术领域，特别涉及一种井筒清洁模拟系统。


背景技术：

2.桥塞常用于开发井的封层，在桥塞使用完毕之后，需要对开发井的井筒进行冲洗，以减小桥塞碎屑进入井筒内影响油气开发的可能性。
3.对开发井的井筒进行清洗时，可以通过清洗工具向井筒内持续注入液体，液体冲击井筒的内壁并将井筒的内壁上的碎屑带走，液体返排时碎屑与液体可以一同排出开发井。使用清洗工具向井筒内注入液体并使液体冲击井筒的内壁时，清洗工具的位置以及清洗工具通入的液体的压力均对井筒内壁的清洗效果具有影响，容易出现清洗工具位置及液体压力不足，影响井筒清洗效果的情况出现。


技术实现要素：

4.本公开实施例提供了一种井筒清洁模拟系统，可以模拟开发井井筒的清洗环境，提高对开发井的井筒的清洗效果。所述井筒清洁模拟系统包括：
5.本公开实施例提供了一种井筒清洁模拟系统，所述井筒清洁模拟系统包括管状清洗工具、安装模块、注液模块与数据采集模块，
6.所述安装模块包括测试桶与端盖，所述测试桶的第一端敞开，所述测试桶的第二端封闭，所述测试桶的侧壁上具有液体返排孔，所述端盖与所述测试桶的第一端可拆卸连接，所述端盖上具有插孔，
7.所述管状清洗工具包括相连的管状本体和接头，所述管状本体位于所述测试桶内，且与所述测试桶同轴，所述接头位于所述插孔中，且延伸至所述测试桶外，
8.所述注液模块与所述接头连通，所述注液模块还与所述液体返排孔连通，
9.所述数据采集模块包括第一压力测量器与第二压力测量器与第三压力测量器，
10.所述第一压力测量器与所述端盖相连，所述第二压力测量器与所述测试桶的第二端的端部相连，所述第三压力测量器与所述测试桶的侧壁相连，所述第一压力测量器、所述第二压力测量器与所述第三压力测量器均用于检测所述测试桶内的压力。
11.可选地，所述测试桶包括筒体与同轴连接在所述筒体的一端的底板，所述筒体包括多个筒节和多个连接法兰，所述多个筒节同轴布置，且相邻的所述筒节之间通过所述连接法兰相连。
12.可选地，所述连接法兰具有与所述测试桶内部连通的第一数据采集孔，所述第一数据采集孔的两端开口分别位于所述连接法兰的外周壁与所述连接法兰的一个端面，所述第三压力测量器与所述第一数据采集孔相连。
13.可选地，所述安装模块还包括多个支撑环，所述多个支撑环同轴连接在所述测试桶内，且所述多个支撑环沿所述测试桶的轴向间隔分布，所述支撑环套设在所述管状本体外。
14.可选地，所述支撑环的外周壁上具有沿其径向凸出的多个径向凸棱，所述多个径向凸棱沿所述支撑环的周向等间距分布，所述径向凸棱与所述测试桶的内壁相抵。
15.可选地，所述测试桶为透明结构，所述测试桶的轴向上具有刻度。
16.可选地，所述井筒清洁模拟系统还包括摄像模块，所述摄像模块包括至少两个摄像机，所述摄像机位于所述测试桶外，且所述至少两个摄像机沿所述测试桶的轴线延伸的方向间隔设置。
17.可选地，所述注液模块包括储液箱与注液泵，所述注液泵的进口与所述储液箱连通，所述注液泵的出口与所述接头连通，所述液体返排孔与所述储液箱连通。
18.可选地，所述安装模块还包括支撑平台与支撑座，所述支撑座位于所述支撑平台上，所述支撑座的顶部具有第一半圆形槽，所述测试桶同轴位于所述第一半圆形槽内。
19.可选地，所述安装模块还包括压紧板，所述压紧板上具有第二半圆形槽，所述压紧板与所述支撑座相对连接，且所述第二半圆形槽与所述测试桶的外壁相贴。
20.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
21.可以将管状清洗工具的管状本体从测试桶敞开的第一端放进测试桶内，将管状清洗工具的位置调整到位后。再将端盖覆盖测试桶的第一端，管状清洗工具的接头位于插孔中，且延伸至测试桶外。注液模块从连通的接头向测试桶内的管状清洗工具注入液体，管状清洗工具可以对测试桶的内壁进行冲击与清洗。且注液模块持续注入的液体会从测试桶的侧壁的液体返排孔排出。管状清洗工具清洗测试桶的内壁的过程可以模拟管状清洗工具清洗开发井的井筒的过程，而数据采集模块中的第一压力测量器与端盖相连，第二压力测量器则可以获取测试桶的两端及测试桶的内壁上的液体压力，根据测试桶的两端及测试桶的内壁上的液体压力，可以调整管状清洗工具的位置并调整注液泵的输出压力，以达到增加液体作用在测试桶的两端及测试桶的内壁上的压力以提高清洗效果的目的。实际清洗开发井的井筒时，则可以参考井筒清洁模拟系统中注液泵的输出压力及管状清洗工具相对井筒的位置，以提高对开发井的井筒的清洗效果。
附图说明
22.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本公开实施例提供的井筒清洁模拟系统的结构示意图；
24.图2是本公开实施例提供的支撑环的结构示意图；
25.图3是本公开实施例提供的支撑座的结构示意图；
26.图4是本公开实施例提供的管状清洗工具的结构示意图。
具体实施方式
27.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步的详细描述。
28.图1是本公开实施例提供的井筒清洁模拟系统的结构示意图，参考图1可知，本公
开实施例提供了一种井筒清洁模拟系统，井筒清洁模拟系统包括管状清洗工具100、安装模块1、注液模块2与数据采集模块3。
29.安装模块1包括测试桶11与端盖12，测试桶11的第一端敞开，测试桶11的第二端封闭，测试桶11的侧壁上具有液体返排孔11a，端盖12与测试桶11的第一端可拆卸连接，端盖12上具有插孔12a。
30.管状清洗工具100包括相连的管状本体1001和接头1002，管状本体1001位于测试桶11内，且与测试桶11同轴，接头1002位于插孔12a中，且延伸至测试桶11外。
31.注液模块2与接头1002连通，注液模块2还与液体返排孔11a连通。数据采集模块3包括第一压力测量器31与第二压力测量器32与第三压力测量器33，
32.第一压力测量器31与端盖12相连，第二压力测量器32与测试桶11的第二端的端部相连，第三压力测量器33与测试桶11的侧壁相连，第一压力测量器31、第二压力测量器32与第三压力测量器33均用于检测测试桶11内的压力。
33.可以将管状清洗工具100的管状本体1001从测试桶11敞开的第一端放进测试桶11内，将管状清洗工具100的位置调整到位后。再将端盖12覆盖测试桶11的第一端，管状清洗工具100的接头1002位于插孔12a中，且延伸至测试桶11外。注液模块2从连通的接头1002向测试桶11内的管状清洗工具100注入液体，管状清洗工具100可以对测试桶11的内壁进行冲击与清洗。且注液模块2持续注入的液体会从测试桶11的侧壁的液体返排孔11a排出。管状清洗工具100清洗测试桶11的内壁的过程可以模拟管状清洗工具100清洗开发井的井筒的过程，而数据采集模块3中的第一压力测量器31与端盖12相连，第二压力测量器32则可以获取测试桶11的两端及测试桶11的内壁上的液体压力，根据测试桶11的两端及测试桶11的内壁上的液体压力，可以调整管状清洗工具100的位置并调整注液泵的输出压力，以达到增加液体作用在测试桶11的两端及测试桶11的内壁上的压力以提高清洗效果的目的。实际清洗开发井的井筒时，则可以参考井筒清洁模拟系统中注液泵的输出压力及管状清洗工具100相对井筒的位置，以提高对开发井的井筒的清洗效果。
34.第一压力测量器31与第二压力测量器32可以分别测量测试桶11第一端与第二端对应的液体压力，可以避免液体压力对测试桶11的第二端及第一端的端盖12的冲击不会过大，同时也可以将此压力与实际井筒的两端液体压力进行对标，以对注液模块2的输出压力及管状清洗工具100的位置进行调整，第三压力测量器则33可以对测试桶11的内壁上的液体压力进行直接测量，可以最直接地得到液体冲击井筒时的模拟状态并进行调整。
35.可选地，测试桶11包括筒体111与同轴连接在筒体111的一端的底板112，筒体111包括多个筒节1111和多个连接法兰1112，多个筒节1111同轴布置，且相邻的筒节1111之间通过连接法兰1112相连。
36.测试桶11包括筒体111以及同轴连接在筒体111一端的底板112，可以便于测试桶11的拆装以及在测试桶11上安装不同的结构，例如将数据采集模块3连接到测试桶11上合适的位置。筒体111本身包括多个筒节1111与多个连接法兰1112，每个连接法兰1112的两端均与一个筒节1111同轴密封连接，也可以便于测试桶11的拆装的同时，将不同的结构安装至筒体111的不同位置处。
37.需要说明的是，底板112与筒体111的一端同轴且可拆卸地连接，底板112可覆盖筒体111的一端。保证底板112与筒体111之间的连接密封性。
38.可选地，筒体111与底板112之间可螺纹连接，或者筒体111与底板112之间也可通过螺栓连接。本公开对此不做限制。
39.可选地，筒体111可为圆筒、底板112可为与筒体111对应的圆板。
40.筒体111为圆筒而底板112为圆板，可以更好地模拟井筒的环境，且不过多地增加制备成本。
41.需要说明的是，在本公开所提供的其他实现方式中，筒体111与底板112也可为棱形或者不规则形状，本公开对此不做限制。
42.示例性地，底板112的直径与筒体111的外径可相等。保证二者的良好配合。
43.参考图1可知，底板112上可具有测压孔112a，测压孔112a可与数据采集模块3连通。底板112上的测压孔112a可以便于数据采集模块3采集压力数据。
44.可选地，测压孔112a可与底板112同轴。
45.测压孔112a与底板112同轴，数据采集模块3从测压孔112a采集得到的液体压力更具有代表性，可以较好地反应井筒底部的液体压力，可以对井筒底部的液体压力进行控制与调整。
46.可选地，筒节1111与连接法兰1112之间也可螺纹连接。便于实现二者的拆装。
47.示例性地，液体返排孔11a可分布在筒节1111上。
48.示例性地，连接法兰1112具有与测试桶11内部连通的第一数据采集孔1112a，第一数据采集孔1112a的两端开口分别位于连接法兰1112的外周壁与连接法兰1112的一个端面，第三压力测量器33与第一数据采集孔1112a相连。
49.将第一数据采集孔1112a放置在连接法兰1112上，可以保证液体主要与筒节1111的内壁相互作用，避免第一数据采集孔1112a对筒节1111的强度造成影响，并保证测试桶11整体的使用寿命。
50.可选地，每个连接法兰1112上均可具有一个第一数据采集孔1112a，每个第一数据采集孔1112a均可与数据采集模块3相连。
51.每个连接法兰1112上的第一数据采集孔1112a均与数据采集模块3相连，数据采集模块3可以获取测试桶11内壁上不同位置的液体压力，也可以对测试桶11内部液体的流动情况有更好地掌握，相应地也可以更有针对性地对注液模块2的输出压力及管状清洗工具100在测试桶11内的位置进行调整。
52.示例性地，连接法兰1112的内径可小于筒节1111的内径。
53.连接法兰1112的内径小于筒节1111的内径，连接法兰1112可以对管状清洗工具100起到一定的支撑作用，并具有足够的强度开设第一数据采集孔1112a。
54.可选地，在连接法兰1112的内径小于筒节1111的内径的前提下，第一数据采集孔1112a可为l形孔，且l形孔的一端位于连接法兰1112的外周壁上，l形孔的另一端位于连接法兰1112的端面上。
55.第一数据采集孔1112a设置为l形孔，能够在保证数据采集模块3收集液体压力的同时，减小数据采集模块3会受到的来自液体的冲击，保证数据采集模块3稳定采集液体压力。
56.可选地，第一压力测量器31可螺纹连接在测试桶11的第二端的第一数据采集孔1112a内。保证二者之间的稳定连接，并保证第一压力测量器31可以稳定测量液体压力数
据。
57.示例性地，端盖12上也具有第二数据采集孔12b，第二压力测量器32可以螺纹连接在第二数据采集孔12b内。保证二者之间稳定连接的同时保证第二压力测量器32可以稳定测量液体压力数据。
58.可选地，第三压力测量器33可以直接螺纹连接在测试桶11上对应的测压孔112a内。便于实现第三压力测量器33与测试桶11的内壁之间的连接并保证液体压力数据的稳定测量。
59.示例性地，数据采集模块3可包括多个第三压力测量器33，且多个第三压力测量器33可沿测试桶11的轴向等距分布在测试桶11上。
60.保证最终得到的液体压力数据较为均匀且准确，可以根据多个液体压力数据优化管状清洗工具100的位置或输出的液体压力。
61.可选地，在测试桶11的筒体111包括多个筒节1111与连接法兰1112时，多个第三压力测量器33可一一对应地安装在多个连接法兰1112上。保证筒体111的使用强度的同时也可以得到多个反应冲击筒体111内壁的液体压力数据。
62.示例性地，第一压力测量器31、第二压力测量器32与第三压力测量器33均可为压力传感器。便于获取与实现压力的测量。
63.在本公开所提供的其他实现方式中，第一压力测量器31、第二压力测量器32与第三压力测量器33也可设置为其他测压结构，例如压力表等。本公开对此不做限制。
64.可选地，测试桶11可为透明结构，测试桶11的轴向上具有刻度。
65.测试桶11为透明测试桶11，一方面可以便于观察测试桶11内部液体流动的情况，另一方面也可以便于调整管状清洗工具100在测试桶11内的位置，透明测试桶11的轴向上具有刻度，管状清洗工具100的位置的调整可以更为准确。
66.示例性地，刻度可从测试桶11的第二端延伸至测试桶11的中部。
67.刻度从测试桶11的第二端延伸至测试桶11的中部可以便于调整管状清洗工具100的端部与测试桶11的第二端之间的距离，且不过多地增加井筒清洁模拟系统的制备成本。
68.在本公开所提供的一种实现方式中，测试桶11的第二端对应的刻度可为零，且刻度的数值从测试桶11的第二端朝向测试桶11的中部逐渐增大。
69.可选地，安装模块1还包括多个支撑环13，多个支撑环13同轴连接在测试桶11内，且多个支撑环13沿测试桶11的轴向间隔分布，支撑环13套设在管状本体1001外。
70.支撑环13可以对放入测试桶11内的管状清洗工具100进行支撑，保证管状清洗工具100稳定清洗。
71.可选地，支撑环13可与测试桶11的内壁之间过盈配合。便于实现二者之间的连接与固定。
72.示例性地，支撑环13的内径与连接法兰1112的内径可相同。
73.支撑环13的内径与连接法兰1112的内径相同，二者对管状清洗工具100可对管状清洗工具100共同起到支撑作用，保证管状清洗工具100在测试桶11内稳定放置。
74.可选地，管状清洗工具100的管状本体1001放置在支撑环13与连接法兰1112内，且管状本体1001的外壁与支撑环13的内壁及连接法兰1112的内壁之间可间隙配合。
75.保证管状清洗工具100的支撑的同时不会过渡阻挡液体的流通。
76.需要说明的是，在管状清洗工具100与支撑环13与连接法兰1112采用上述配合时，支撑环13与连接法兰1112上需要具有轴向上的多个连通孔。
77.图2是本公开实施例提供的支撑环的结构示意图，参考图2可知，支撑环13的外周壁上具有沿其径向凸出的多个径向凸棱13a，多个径向凸棱13a沿支撑环13的周向等间距分布，径向凸棱13a与测试桶11的内壁相抵。
78.支撑环13外周壁上的相邻的两个径向凸棱13a之间会形成流通的通道，可以保证液体从两个径向凸棱13a之间流出并保证液体的正常流动，避免对液体压力的测量造成影响。
79.示例性地，安装模块1还包括支撑平台14与支撑座15，支撑座15位于支撑平台14上，支撑座15的顶部具有第一半圆形槽15a，测试桶11同轴位于第一半圆形槽15a内。
80.支撑平台14的增加，可以便于井筒清洁模拟系统的支撑与运行。支撑座15及支撑座15上的第一半圆形槽15a可以对测试桶11进行有效的固定与支撑，保证测试桶11内的液体可以正常进行清洗。
81.示例性地，安装模块1可包括多个支撑座15，多个支撑座15沿测试桶11的轴向等距间隔设置。可以保证对测试桶11的稳定支撑。
82.图3是本公开实施例提供的支撑座的结构示意图，参考图2可知，安装模块1还可包括连接螺栓16，支撑座15可呈长方体状，支撑座15的一个平面上具有第一半圆形槽15a，支撑座15与该平面相接的两个侧面上可具有连接槽15b，连接螺栓16可插入连接槽15b并插入支撑平台14进行连接。
83.采用上一段中的结构，可以保证支撑座15与支撑平台14之间的良好固定，以对测试桶11进行良好支撑。
84.可选地，安装模块1还包括压紧板17，压紧板17上具有第二半圆形槽17a，压紧板17与支撑座15相对连接，且第二半圆形槽17a与测试桶11的外壁相贴。
85.第二半圆形槽17a与支撑座15可以配合对测试桶11整体起到定位作用，避免测试桶11在管状清洗工具100工作时产生晃动导致测试桶11内液体压力产生变化，影响最终得到的液体压力的数据。
86.示例性地，注液模块2包括储液箱21与注液泵22，注液泵22的进口与储液箱21连通，注液泵22的出口与接头1002连通，液体返排孔11a与储液箱21连通。
87.注液泵22可以向管状清洗工具内稳定注入液体，而测试桶11上的液体返排孔11a与储液箱21连通，则可以将测试桶11内返排出的液体循环利用，节省资源。
88.在本公开所提供的一种实现方式中，储液箱21内的液体可为纯净水，或者其他用于清洗井筒的液体，本公开对此不做限制。
89.可选地，注液模块2还可包括过滤器23，过滤器23位于储液箱21与液体返排孔11a之间且与二者连通。
90.过滤器23的增加可以将返排出的液体内存在的杂质进行去除，保证进入储液箱21的液体较为纯净，注液泵22从储液箱21内抽取液体时则不易受到杂质的影响，可以避免注液泵22受到杂质影响而损坏的情况出现。
91.示例性地，注液模块2还可包括溢流阀24，溢流阀24的进口与注液泵22的出口连通，溢流阀24的控制油口与溢流阀24的进口连通，溢流阀24的出口与储液箱21连通。
92.溢流阀24的增加可以对注液泵22出口的压力进行控制，避免从注液泵22流出的液体压力过大而对管状清洗工具100及测试桶11造成过大冲击。
93.可选地，注液模块2还可包括节流阀25，节流阀25位于注液泵22与接头1002之间且节流阀25与二者连通。
94.节流阀25可以控制液体压力，避免从注液泵22流出的液体压力过大而对管状清洗工具100及测试桶11造成过大冲击。
95.进一步地，注液模块2还可包括压力表26，压力表26位于节流阀25与接头1002之间。
96.压力表26可以对节流阀25流出的液体压力进行测量，保证最终进入接头1002的液体压力保持在可控范围之内。
97.可选地，注液模块2还可包括转接头27，转接头27的一端与压力表26及节流阀25连通，转接头27的另一端用于与管状清洗工具100的接头1002连通。
98.转接头27可以实现管状清洗工具100与注液泵22等结构之间的快速连通。
99.在本公开所提供的一种实现方式中，注液模块2内各元件之间的连通均可采用高压胶管。可以保证注液模块2的稳定使用。
100.在本公开所提供的其他实现方式中，注液模块2内各元件之间的连通也可以采用常规管道，本公开对此不做限制。
101.示例性地，井筒清洁模拟系统还可包括摄像模块4，摄像模块4用于记录测试桶11内的液体流动情况。
102.摄像模块4可以将测试桶11内液体的流动情况直接记录下来，并提供直观的液体状态参考，基于液体状态可以直接对管状清洗工具100进行调整并控制测试桶11内液体与测试桶11的内壁之间的相互作用状态。
103.可选地，井筒清洁模拟系统还包括摄像模块4，摄像模块4包括至少两个摄像机41，摄像机41位于测试桶11外，且至少两个摄像机41均沿测试桶11的轴线延伸的方向间隔设置。
104.示例性地，井筒清洁模拟系统还可包括控制模块5，控制模块5包括控制器51，控制器51与第一压力测量器31、第二压力测量器32、第三压力测量器33及摄像机41之间均电连接，且控制器51用于收集记录第一压力测量器31、第二压力测量器32、第三压力测量器33及摄像机41的信息。可以提供工作人员一个直观的液体流动状态的参考。
105.图4是本公开实施例提供的管状清洗工具的结构示意图，参考图4可知，管状清洗工具100包括管状本体1001、接头1002、导流活塞1003、铣鞋1004与圆滤网1005。接头1002同轴连接在管状本体1001的一端，导流活塞1003密封配合在管状本体1001的内周壁上，且导流活塞上具有导流孔1003a，管状本体1001的侧壁上具有喷孔1001a，喷孔1001a的开口与导流孔1003a的开口相对。铣鞋1004同轴密封插装在管状本体1001的另一端，圆滤网1005同轴连接在管状本体1001内，且位于喷孔1001a的开口与铣鞋1004之间。
106.与接头1002连通的注液泵22，可以向接头1002内注入液体，液体从接头1002进入管状本体1001内，并流经导流活塞上的导流孔1003a，且可以进入开口与导流孔1003a的开口相对的管状本体1001的侧壁上的喷孔1001a，流出管状本体1001并流动至套在管状本体1001上的筒体111的内壁进行清洗工作。筒体111内的液体可以经由管状本体1001的另一端
的铣鞋1004重新流进管状本体1001内，并经过圆滤网1005之后被过滤之后，重新通过喷孔1001a对筒体111的内壁进行清洗。可以节约清洗成本。
107.以上所述，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。