(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210788749.1 (22)申请日 2022.07.06 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114858981 A (43)申请公布日 2022.08.05 (73)专利权人 中国石油大 学 （华东） 地址 257000 山东省东营市北二路271号 (72)发明人 许玉强　李雅婷　蔡文晖　李兵硕　 王玉聪　刘宽　何保伦　孙佳瑞　 郑宁宇　 (74)专利代理 机构 山东竹森智壤知识产权代理 有限公司 37382 专利代理师 孙宪维 (51)Int.Cl. G01N 33/00(2006.01)G01D 21/02(2006.01) (56)对比文件 CN 114517675 A,202 2.05.20 CN 20752870 6 U,2018.0 6.22 CN 109281657 A,2019.01.2 9 CN 211148396 U,2020.07.31 US 2007084277 A1,2007.04.19 US 6443228 B1,20 02.09.03 WO 201412 2221 A1,2014.08.14 张兴全.精细控压钻井溢流检测及模拟研 究. 《西南石油大 学学报 （自然科 学版） 》 .2015, 审查员 蒋栗 (54)发明名称 钻井复杂溢流模拟及声电耦合溢流监测实 验系统 (57)摘要 本发明涉及油气钻井技术领域， 公开了钻井 复杂溢流模拟及声电耦合溢流监测实验系统， 包 括井筒模拟系统、 流体供给系统、 管路系统、 数据 测量模块和数据采集与处理系统； 本发明的目的 在于构建综合考虑地层油、 气、 水侵入井筒过程 及其引发的复杂井筒多相流的钻井复杂溢流模 拟实验装置， 并在此基础上， 增加声 ‑电耦合监测 模块， 用于研究声 ‑电场对复杂溢流的响应特性。 本发明较 现有实验装置比， 可大幅提升实验效率 和准确性。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114858981 B 2022.09.09 CN 114858981 B 1.钻井复杂溢流模拟及声电耦合溢流监测实验系统， 其特征在于， 包括井筒模拟系统、 流体供给系统、 管路系统、 数据测量模块和数据采集处 理系统； 所述井筒模拟系统包括模拟井筒， 模拟井筒包括外部的有机玻璃井筒及 设置在有机玻 璃井筒内部的钻杆， 模拟井筒的上下两端均由烧结板密封， 有机玻璃井筒的上法兰设有与 钻杆内部连通的流体入口、 与有机玻璃井筒连通的流体出 口和高压密封引线接头， 模拟井 筒的下法兰设有与有机玻璃井筒连通的气 体入口、 与有机玻璃井筒连通的地层流体入口以 及与钻杆内部连通的下放空口， 钻杆底部设有流体循环口， 所述的流体循环口连通钻杆 的 内部空间与有机玻璃井筒的内部空间， 钻杆上安装有超声波传感器和电容传感器及 模拟钻 具稳定器； 所述流体供给系统包括液体供给部分和气体供给部分， 液体供给部分包括地层流体供 给系统和泥浆循环系统； 地层流体供给系统包括空压机、 配置罐和 活塞压力桶， 所述的空压机通过管路连接活 塞压力桶的气腔， 所述的配置罐通过管路连接活塞压力桶的物料腔， 所述的活塞压力桶的 物料腔通过管路与模拟井筒的地层流体入口连接， 且所述的活塞压力桶与地层流体入口之 间的管路上设置有第一电磁流 量计、 第一单向阀和第四压力测试接口； 泥浆循环系统包括搅拌罐、 泥浆泵和储液罐， 所述的搅拌罐通过管路连接泥浆泵， 所述 的泥浆泵通过管路与模拟 井筒的流体入口连接， 所述的泥浆泵与流体入口之间的管路上设 置有第二压力测试接口， 所述的模拟井筒的流体出 口与储液罐通过管路连接， 所述的流体 出口与储液 罐之间的管路上设置有第一压力测试接口； 气体供给部分包括空压机， 所述的空压机通过管路与模拟井筒的气体入口连接， 所述 的空压机与气 体入口之 间的管路上设置有第二电磁流量计、 第二单向阀和 第三压力测试接 口； 所述管路系统包括管路、 球阀、 第一单向阀、 第二单向阀， 每段 管路上均设置有球阀； 所述数据测量模块包括压力传感器或压差传感器以及第 一电磁流量计、 第 二电磁流量 计， 所述的压力 传感器或压差传感器设置于第一压力测试接口、 第二压力测试接口、 第三压 力测试接口、 第四压力测试接口、 第五压力测试接口上， 所述的数据测量模块与监控终端连 接， 监控终端通过 数据采集处 理系统输出到计算机上； 所述数据采集处 理系统包括采集 卡、 数据采集处 理软件。 2.如权利要求1所述的钻井复杂溢流模拟及声电耦合溢流监测实验系统， 其特征在于， 所述井筒模拟系统包括还包括翻转支架、 为模拟井筒翻转提供动力的翻转电机， 模拟井筒 转动设置在翻转支 架上。 3.如权利要求2所述的钻井复杂溢流模拟及声电耦合溢流监测实验系统， 其特征在于， 模拟井筒安装在固定支架上， 固定支架中部安装翻转轴， 翻转轴通过轴承座安装在翻转支 架上， 翻转轴的一端连接 旋转减速 机及翻转电机 。 4.如权利要求3所述的钻井复杂溢流模拟及声电耦合溢流监测实验系统， 其特征在于， 翻转支架底部设有万向轮。 5.如权利要求1 ‑4任一项所述的钻井复杂溢流模拟及声电耦合溢流监测实验系统， 其 特征在于， 模拟井筒的上法兰、 下法兰处均通过卡箍式快开结构进行 连接。 6.如权利要求1 ‑4任一项所述的钻井复杂溢流模拟及声电耦合溢流监测实验系统， 其权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114858981 B 2特征在于， 超声 波传感器或电容传感器在钻杆 上的位置可调整。 7.如权利要求1 ‑4任一项所述的钻井复杂溢流模拟及声电耦合溢流监测实验系统， 其 特征在于， 所述管路系统还包括放空阀门， 所述的活塞压力桶的物料腔与 空压机分别通过 管路连接有放空阀门。 8.如权利要求1 ‑4任一项所述的钻井复杂溢流模拟及声电耦合溢流监测实验系统， 其 特征在于， 所述的模拟井筒与管路连接处均使用快速 接头连接或者耐压卡箍连接 。 9.如权利要求1 ‑4任一项所述的钻井复杂溢流模拟及声电耦合溢流监测实验系统， 其 特征在于， 模拟井筒侧 面连接有八个第 五压力测试接口， 第 五压力测试接口用于监测有机 玻璃井筒和内部钻杆 形成的环形空间的流体压力。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114858981 B 3